Океаническое течение это: Океанические течение-это… — Школьные Знания.com

Океанические течения — урок. География, 7 класс.

Океанические течения — горизонтальное перемещение масс воды в морях и океанах.

Океанические течения отличаются по происхождению, характеру изменчивости, расположению, температуре и солёности.

 

 

Самыми мощными являются ветровые течения, которые образуются под воздействием постоянных ветров. Северное и Южное Пассатные течения возникают под действием пассатов. Они пересекают океан с востока на запад, но, встретив на своём пути восточный берег материка, они расходятся в разные стороны. Небольшая часть разворачивается в обратную сторону и образует Межпассатное противотечение. Остальные двигаются вдоль континентов на север и на юг. У берегов Северной Америки продвигается знаменитое течение Гольфстрим (начинается в Мексиканском заливе), у берегов Евразии проходит течение Куросио.

 

Западные ветры в Южном полушарии вызывают самое мощное течение Западных Ветров. В Северном полушарии под влиянием западного переноса течения отклоняются на восток, например, Северо-Атлантическое и Северо-Тихоокеанское.

 

 

По температуре различают тёплые и холодные течения. Температура воды в них отличается от температуры окружающих океанских вод.

 

Тёплыми считаются течения, которые несут более тёплую воду: Гольфстрим, Куросио, Северо-Тихоокеанское, Восточно-Австралийское, Мозамбикское, Бразильское. Они движутся из низких широт в высокие.

 

Воды холодных течений холоднее по сравнению с окружающей акваторией: Перуанское, Лабрадорское, Калифорнийское, Бенгельское, Канарское, Западно-Австралийское и др. Они движутся из высоких широт в низкие.

Из-за вращения Земли течения в Северном полушарии отклоняются вправо, а в Южном — влево.

Примерами постоянных течений являются Северное и Южное пассатные, Гольфстрим, Куросио, течение Западных Ветров и другие устойчивые. К сезонным течениям относятся течения в северной части Индийского океана, где они меняют своё направление в зависимости от летнего и зимнего тропического циклона.

Причины образования океанических течений. Океаническое течение

Движение вод в океанах только что начинает изучаться, даже относительно поверхностных течений известно еще очень немного, а глубинные и придонные и вовсе еще не изучались. Между тем несомненно, что поверхностное и глубоководное движение воды в океанах образует одну сложную систему, которая даже и в своей части, совпадающей с океанической поверхностью, недостаточно исследована. Неудивительно потому, что это сложнейшее океанографическое явление, не менее сложное, нежели подобные же движения в воздушном океане, не имеет еще стройной теории, охватывающей все причины, обуславливающие движение вод в океане.

Причины, могущие возбудить движение вод в океане и создать наблюдаемую систему океанических течений, можно подразделить на три группы. Причины космического характера, разность плотностей и ветры.

Согласно современному взгляду, космические причины, вращение Земли и приливы, не могут возбудить ничего подобного наблюдаемым в поверхностных слоях течениям, и потому эти причины здесь и не рассматриваются.

Второй группой причин, возбуждающих течения, являются все те условия, которые производят разность плотностей в морской воде, а именно неравномерное распределение температуры и солености.

Третья причина возникновения поверхностных (а следовательно, отчасти и подводных) течений есть ветер.

Разность плотности воды

Разность плотностей многими признавалась как важнейшая причина океанических течений, этот взгляд получил распространение в особенности после океанографических исследований экспедиции Challenger.

В это время сперва Карпентер, а потом Моя высказали предположение, что разность плотностей есть одна из главных причин течений. В последнее время скандинавские ученые: Нансен, Бьеркнес, Сандштрём, Петтерсон, снова возобновили интерес к явлению разности плотностей, как причине течений.

Различие плотностей в морской воде есть результат одновременного действия многих причин, всегда существующих в природе и потому непрерывно изменяющих плотности частиц морской воды в разных местах.

Каждое изменение температуры воды сопровождается и изменением ее плотности, причем, чем температура ниже, тем плотность больше. Испарение и замерзание тоже увеличивают плотность, тогда как выпадение осадков уменьшает ее. Так как соленость на поверхности зависит от испарения, выпадения осадков и таяния льдов — явлений, происходящих непрерывно,— то и соленость на поверхности постоянно изменяется, а вместе с ней и плотность.

Карта распределения плотности в среднем за год показывает, что этот элемент неравномерно распределен по поверхности океана, а разрез Атлантического океана по меридиану подтверждает, что в океанах и на глубинах плотности распределены неравномерно. Линии равных плотностей (изопикны) опускаются к тропическому поясу в глубины океана, а с удалением от экватора они выходят на поверхность.

Все это указывает, что, если бы никаких иных причин, возбуждающих течения в океане, не существовало бы, а было бы только неравномерное распределение плотностей, то воды океана непременно пришли бы в движение; однако возникшая таким путем система течений и по характеру и по скоростям была бы совершенно иная, нежели сейчас наблюдаемая, потому что другие не менее важные причины, также возбуждающие течения, отсутствовали бы.

Например, в пассатных полосах испаряется слой воды в несколько метров толщины, и около 2 м этой испарившейся воды выпадает в штилевой экваториальной полосе. Отсюда распресненная вода (при существующей системе течений) уносится к востоку Экваториальным противотечением. Остальная же масса водяных паров антипассатом переносится в умеренные пояса, где и выпадает. Таким образом происходит постоянная убыль воды в тропиках, которая должна возмещаться притоком из умеренных широт. Однако одна эта причина не в состоянии создать наблюдаемую в океанах систему течений.

Точно так же льды в приполярных и полярных широтах частью распресняют воду, делают легче, частью же охлаждают ее, увеличивают плотность и заставляют опускаться вниз, обусловливая таким путем охлаждение глубоких слоев океана, а следовательно, дают толчок к движению и поверхностных вод от умеренных широт к полярным. Однако одна эта причина не может создать всей существующей сложной системы течений.

Таким образом, несомненно, что разность плотностей, постоянно поддерживаемая многими причинами во всей массе вод Мирового океана, должна содействовать образованию движения вод, как на поверхности, так и на глубинах.

Норвежский ученый В. Бьеркнес изложил свои взгляды на причины, могущие возбудить движение в какой-либо среде, безразлично жидкости или газе. Причины эти заключаются единственно в неоднородности самой среды, что в природе всегда и наблюдается. Идеи Бьеркнеса потому именно и замечательны, что он разбирает движение в случаях, взятых из природы, а не какую-либо идеальную среду, совершенно однородную, как это обычно делается.

Так как Бьеркнес берет среду не однородную, то основанием его рассуждений должно быть обстоятельное изучение распределения плотностей в рассматриваемой среде. Знание распределения плотностей дает представление о внутреннем строении среды, а последнее позволяет судить и о характере возникающих в ней движений частиц.

Сущность идеи Бьеркнеса вычисления скоростей течений на основании распределения плотностей. Предположим, что в какой-либо массе вод температура и соленость распределены совершенно равномерно, тогда и плотность везде будет одинакова, и, следовательно, избранная масса воды будет однородна. В таких условиях на одинаковых глубинах давления будут одни и те же и будут зависеть только от числа слоев, находящихся над каждым слоем (в первом приближении с каждыми 10 м глубины давление увеличивается на одну атмосферу).

Если в такой однородной среде провести поверхности равного давления, или, как их иначе называют, изобарические, то они совпадут с уровенными поверхностями.

Если теперь сделать вертикальное сечение этой массы воды, то на нем изобарические поверхности изобразятся системой параллельных и горизонтальных линий.

В случае же, если в избранной массе воды температура н соленость распределены неравномерно, то не зависящая от этих условий плотность воды на одинаковых глубинах будет различная.

Бьеркнес вместо плотности пользуется обратными величинами — удельными объемами и через места в жидкости, где последние одинаковы, проводит поверхности, которые на взятом вертикальном сечении изобразятся кривыми, названными им изостерами.

Таким образом, на вертикальном разрезе получится две системы линий, одни будут прямые, параллельные горизонту изобары, а другие — изостеры — будут их пересекать под разными углами. Чем равновесие в жидкости будет более нарушено, т. е. чем она будет далее от однородности, тем и плотности, а следовательно, и удельные объемы будут более различны на одинаковых глубинах. Потому там, где жидкость однороднее, и изостеры будут близки к изобарам; где же на близких расстояниях по горизонтальной поверхности изобар встречаются значительные разности в однородности строении жидкости, там изостеры будут круто подниматься или опускаться.

Влияние ветра

Связь между ветром и поверхностными течениями настолько проста и легко заметна, что среди моряков ветер давно признавался важной причиной течений.

Первый, кто указал в науке на ветер как на главную причину течений, был В. Франклин в своих рассуждениях о причинах, вызывающих Гольфстрим (1770 г.). Затем А. Гумбольдт (1816 г.), излагая свой взгляд на причины течений, указал на ветер как на первую причину их. Первостепенное значение ветра как причины течений, таким образом, давно признавалось многими, но оно получило сильную поддержку после математической обработки вопроса, произведенной Цёпприцем (1878 г.).

Цёпприц разобрал вопрос о постепенной передаче движения от поверхностного слоя воды, приведенного в движение ветром, к следующему, от последнего к лежащему под ним и т. д. Цёпприц показал, что в случае бесконечно долгого времени действия движущей силы ветра, движение будет передаваться,в глубину таким образом, что скорости в слоях будут убывать пропорционально глубинам независимо от величины внутреннего трения. Если же силы действуют ограниченное время, и вся система движущихся частиц не пришла в стационарное состояние, то скорости на разных глубинах будут зависеть от величины трения. Цёпприц заимствовал для своей гипотезы коэффициент трения из опытов над истечением жидкостей, в том числе и морской воды, и, вставив его в свои формулы.

Этой теории было сделано возражение, указывающее, что количество движения, существующее в пассатных ветрах, во много меньше соответствующей величины в экваториальном течении. Однако тут надо принять во внимание продолжительность и непрерывность действия пассатов; очевидно, что ветру в этом случае после достижения течением установившегося состояния нужно только восполнять потерю движения от внутреннего трения, и потому ветер в совокупности за большой промежуток времени может сообщить (воде то количество движения, какое в ней наблюдается, и произвести существующее течение.

Другое более важное возражение указывает, что принятая в теории величина трения совершенно не соответствует действительной, потому что при движении одного слоя воды по другому непременно должны образовываться водоворотики, которые поглощают громадное количество энергии. Следовательно, вычисление величины и характера распространения скорости с глубиною построено неверно.

Наконец, самый важный недостаток теории Цёпприца был замечен недавно Нансеном, а именно в ней совершенно упущено влияние отклонения, происходящего от вращения Земли на оси.

Теория Цёпприца (господствовавшая около 30 лет) обратила внимание на важные особенности ветровой (дрейфовой) гипотезы течений, и ее главная заслуга в том, что она впервые выразила влияние ветра численно, и, как всегда в таких случаях бывает, недостатки гипотезы послужили источником для дальнейшего изучения, результатом чего явилась новая, более совершенная ветровая теория, принадлежащая шведскому ученому В. Экману, в которой принята во внимание уклоняющая сила от вращения Земли на оси.

Если предположить океан безбрежным и бесконечной глубины, а ветер над ним действующим непрерывно, настолько долгое время, что в воде, приведенной им в движение, установилось стационарное состояние, то при этих условиях получаются следующие выводы.

Прежде всего необходимо указать, что поверхностный слой воды приводится в движение ветром вследствие двух причин: во-первых — трения, а во-вторых — давления на наветренные стороны волн, потому что вследствие ветра возникает не только течение, но и волнение. Обе эти причины могут быть в совокупности названы тангенциальным трением.

Согласно ветровой (дрейфовой) теории Экмана, движение от поверхностного слоя передается вниз от слоя к слою, убывая в геометрической прогрессии. При этом направление поверхностного течения уклоняется от направления производящего его ветра на 45° для всех широт одинаково.

Влияние уклоняющей силы от вращения Земли на оси сказывается не только в уклонении течения на поверхности от ветра на 45°, но и в дальнейшем непрерывном повороте направления течения при передаче движения в глубину от слоя к слою. Таким образам, с передачей течения от поверхности в глубину не только быстро (в геометрической прогрессии) убывает скорость, но и направление течения постоянно поворачивает в северном полушарии вправо, а в южном — влево.

В устьях рек впадающих в моря, наблюдаются такие же явления. Речная вода, будучи легче морской, образует даже и при перемешивании с морскою водою более легкий слой, обладающий определенным движением от берега. Масса такого поверхностного течения к тому же больше, нежели масса одной речной воды (по справедливому замечанию адмирала С. О. Макарова), вследствие смешения речной воды с морской. Образовавшееся таким путем течение всасывает из нижних слоев более холодную веду в море или океане и обуславливает понижение температуры в приповерхностных слоях на таких глубинах, где в некотором удалении от впадения реки температура гораздо выше. Такое явление наблюдал Экман у Гётеборга в Каттегате.

Совершенно такое же влияние речного течения на поднятие в более близкие к поверхности слои более соленой и плотной глубинной воды наблюдалось С. О. Макаровым и на Кронштадтских рейдах и в гаванях порта именно после продолжительных восточных ветров, увеличивающих скорость течения поверхностной пресной воды из р. Невы и вследствие того уменьшающих толщину поверхностного слоя.

Влияние давления атмосферы

В морях подобное влияние давления атмосферы на их различные части сказывается значительно на течениях в проливах, соединяющих их с океанами или другими морями. Например, Гольфстрим в своем начале во Флоридском проливе, случается, обладает большей скоростью при северных, т. е. противных, ветрах и меньшей при южных, попутных. Такое несоответствие объясняется влиянием давления атмосферы; когда северные ветры дуют над Гольфстримом во Флоридском проливе, тогда над Мексиканским заливом бывает слабое давление атмосферы, отчего уровень в заливе повышается, уклон к Флоридскому проливу увеличивается, а это в свою очередь ускоряет вытекание воды из залива через Флоридский пролив к северу. Южные же ветры бывают во Флоридском проливе при условии существования над Мексиканским заливом высокого давления, почему тогда уровень в заливе понижается и уклон уровня во Флоридском проливе становится меньше, а следовательно, и скорость течения уменьшается, несмотря на попутные ветры.

Обзор всех указанных выше причин течений

Указанные выше причины, возбуждающие передвижение воды в океане, сводятся к трем условиям: влиянию разностей давления атмосферы, влиянию разностей плотности морской воды и влиянию ветра. Влияние вращения Земли на оси и влияние берегов могут только видоизменять характер уже существующих течений, но сами по себе два последние обстоятельства никаких движений воды возбудить не могут.

Влияние разностей давления атмосферы никаких значительных течений возбудить не может. Остаются две следующие причины: разности плотностей морской воды и ветер.

Разности плотностей в океане всегда существуют, а следовательно, всегда стремятся привести частицы воды в движение. При этом разности плотностей действуют не только в горизонтальном направлении, но и в вертикальном, возбуждая конвекционные течения.

Ветер, согласно современным взглядам, не только обуславливает возникновение поверхностных течений, но также служит причиной происхождения течений и на разных глубинах до самого дна. Таким образом, значение ветра, как возбудителя течений, в последнее время расширилось и стало более всеобщим.

Материал, которым располагает океанография, по распределению плотностей в разных местах и на разных глубинах в океанах еще очень мал и недостаточно точен; но на основании его уже можно сделать попытку определить численно (по способу Бьеркнеса) те скорости течений, какие разность плотностей может возбудить в поверхностных слоях океанов.

На основании меридионального разреза через Северное Экваториальное течение Атлантического океана было определено, что существующая между 10 и 20° с. ш. разность плотностей могла бы произвести течение со скоростью 5—6 морских миль в 24 часа. Между тем наблюдаемая в этом месте средняя суточная скорость Экваториального течения около 15—17 морских миль. Если вычислить скорость того же Экваториального течения, соответствующую только влиянию ветра (принимая скорость NE пассата в 6,5 м в секунду), то получится суточная скорость течения в 11 морских миль. Сложив эту величину с 5—6 морскими милями суточной скорости, обусловленной разностью плотности, получим наблюдаемые 16—17 морских миль в сутки.

Приведенный пример показывает, что ветер, по-видимому, оказывается более важной причиной возбуждения течений на «поверхности океана, нежели разность плотностей.

Подобный же пример для Балтийского моря еще более убедителен, он показывает, что даже и там, где на малых расстояниях разности плотностей очень велики, все-таки влияние ветра имеет большее значение для возникновения течений (см. стр. 273, течения Балтийского моря).

Наконец, самое существование смены муссонных течений, а также некоторое передвижение и изменение течений тропической полосы во всех океанах в зиму и лето того же полушария показывают еще раз большое значение ветров для существующей системы течений. Перемещение метеорологического экватора с временами года, конечно, сказывается на распределении температуры воды (см. главу о температуре), а следовательно, и на распределении плотности воды, но эти изменения очень невелики; изменения же в системе ветров, вызываемых перемещением метеорологического экватора, очень значительны.

Таким образом, из этих трех причин течений надо признать, что ветер представляет одну из важнейших. На это указывают многие обстоятельства; несомненно, что если бы ветер не существовал, то возникшие в океанах системы течений очень значительно отличались бы от существующих.

Тут будет уместно указать, что в океане существует много течений с водами совершенно различных плотностей, идущих рядом, и, несмотря на то, между ними, однако, вовсе не образуется обмена воды.

Наконец, все течения идут по ложу, образованному водами океана, всегда обладающими совершенно иными физическими свойствами, нежели воды самих течений; однако и при этих условиях течения продолжают существовать и двигаться, не смешивая немедленно своих вод с соседними. Конечно, такое смешение вод их происходит, но оно совершается очень медленно и в значительной мере обуславливается образованием водоворотов при движении одного слоя воды по другому.

Мировой океан представляет собой невероятно сложную многогранную систему, которая на сегодняшний день изучена не в полной мере. Вода в крупных водных бассейнах не должна быть неподвижной, поскольку это бы быстро привело к масштабной экологической катастрофе. Одним из важнейших факторов поддержания баланса на планете являются течения Мирового океана.

Причины образования течений

Океаническое течение представляет собой периодическое или, напротив, постоянное перемещение внушительных объемов воды. Очень часто течения сравнивают с реками, которые существуют по своим законам. Циркуляция воды, ее температура, мощность и скорость потока — все эти факторы обусловлены внешними воздействиями.

Основными характеристиками океанического течения являются направление и скорость.

Циркуляция водных потоков в Мировом океане происходит под влиянием физических и химических факторов. К ним относят:

• Ветер . Под воздействием сильных воздушных потоков происходит передвижение воды на поверхности океана и на небольшой его глубине. На глубоководные течения ветер никакого влияния не оказывает.
• Космос . Влияние космических тел (Солнца, Луны), а также вращение Земли по орбите и вокруг своей оси приводит к смещению пластов воды в Мировом океане.
• Разные показатели плотности воды — то, от чего зависит появление океанических течений.

Рис. 1. Формирование течений во многом зависит от влияния космоса.

Направленность течений

В зависимости от направления водных потоков, их делят на 2 вида:

• Зональные – движутся на Восток или Запад.
• Меридиональные — направлены на Север или Юг.

Существуют и иные виды течений, появление которых обусловлено приливами и отливами. Их называют приливными , и наибольшей мощью они обладают в прибрежной зоне.

ТОП-3 статьи которые читают вместе с этой

Устойчивыми называют течения, у которых сила потока и его направленность остаются неизменными. К ним относят Южное пассатное и Северное пассатное течения.

Если же поток видоизменяется, то его называют неустойчивыми . К такой группе относят все поверхностные течения.

О существовании течений наши предки знали с незапамятных времен. Во времена кораблекрушений моряки кидали в воду закупоренные бутылки с записками с координатами происшествия, просьбами о помощи или словами прощания. Они твердо знали, что рано или поздно их послания попадут людям именно благодаря течениям.

Теплые и холодные течения Мирового океана

На формирование и поддержание климата на земном шаре большое влияние оказывают океанические потоки, которые, в зависимости от температуры воды, бывают теплыми и холодными.

Теплыми называют водные потоки, чья температура выше 0. К ним относятся течения Гольфстрим, Куросио, Аляскинское и другие. Движутся они обычно из низких широт к высоким.

Самым теплым течением в Мировом океане является Эль Ниньо, чье название в переводе с испанского означает Младенец Христа. И это неспроста, поскольку сильное, и полное сюрпризов течение появляется на земном шаре в канун Рождества.

Рис.2. Эль-Ниньо — самое теплое течение.

Иное направление движения имеют холодные течения, самыми крупными из которых являются Перуанское и Калифорнийское.

Разделение океанических течений на холодные и теплые весьма условно, поскольку показывает соотношение температуры воды в потоке к температуре окружающей воды. К примеру, если вода в толще течения теплее, чем в окружающем его водном пространстве, то такой поток называют тепловым, и наоборот.. Всего получено оценок: 332.

Мореплаватели о наличии океанических течений узнали практически сразу, как только начали бороздить воды Мирового океана. Правда, общественность обратила на них внимание лишь тогда, когда благодаря движению океанических вод было сделано множество великих географических открытий, например, Христофор Колумб доплыл до Америки благодаря Северному Экваториальному течению. После этого океаническим течениям не только моряки, но и учёные начали уделять пристальное внимание и стремиться исследовать их как можно лучше и глубже.

Уже во второй половине XVIII ст. моряки довольно хорошо изучили Гольфстрим и успешно применяли полученные знания на практике: из Америки в Великобританию шли по течению, а в обратном направлении придерживались определенного расстояния. Это позволяло им на две недели опережать судна, капитаны которых не были знакомы с местностью.

Океаническими или морскими течениями называют крупномасштабные перемещения водных масс Мирового океана со скоростью от 1 до 9 км/ч. Движутся эти потоки не хаотично, а в определённом русле и направлении, что является главной причиной того, почему их иногда называют реками океанов: ширина самых крупных течений может составлять несколько сотен километров, а длина достигать не одну тысячу.

Установлено, что водные потоки движутся не прямо, а отклоняясь немного в сторону, подчиняются силе Кориолиса. В Северном полушарии почти всегда движутся по часовой стрелке, в Южном – наоборот . В то же время течения, находящиеся в тропических широтах (их называют экваториальными или пассатными), перемещаются в основном с востока на запад. Самые сильные течения были зафиксированы вдоль восточных берегов континентов.

Водные потоки циркулируют не сами по себе, а их приводит в движение достаточное количество факторов – ветер, вращение планеты вокруг своей оси, гравитационные поля Земли и Луны, рельеф дна, очертания материков и островов, разница температурных показателей воды, её плотности, глубины в различных местах океана и даже её физико-химический состав.

Из всех видов водных потоков наиболее выражены поверхностные течения Мирового океана, глубина которых нередко составляет несколько сотен метров. На их возникновение повлияли пассатные ветра, постоянно движущиеся в тропических широтах в западно-восточном направлении. Эти пассаты формируют возле экватора огромные потоки Северного и Южного Экваториальных течений. Меньшая часть этих потоков возвращается на восток, образовывая противотечение (когда движение воды происходит в противоположную от движения воздушных масс сторону). Большая часть, сталкиваясь с материками и островами, поворачивает в северную или южную сторону.

Теплые и холодные водные потоки

Необходимо учитывать, что понятия о «холодных» или «тёплых» течений являются условными определениями. Так, несмотря на то, что температурные показатели водных потоков Бенгельского течения, которое протекает вдоль мыса Доброй Надежды, составляют 20°С, оно считается холодным. А вот Нордкапское течение, которое является одним из ответвлений Гольфстрима, с температурными показателями от 4 до 6°С, является тёплым.

Происходит это потому, что холодное, тёплое и нейтральное течения получили свои названия исходя из сравнения температуры своей воды с температурными показателями окружающего их океана:

• Если температурные показатели водного потока совпадают с температурой окружающих его вод, такое течение называют нейтральным;
• Если температура течений ниже окружающей воды, их называют холодными. Обычно они текут из высоких широт в низкие (например, Лабрадорское течение), или из районов, где из-за большого стока рек океаническая вода имеет пониженную солёность поверхностных вод;
• Если температура течений теплее окружающей их воды, то их называют тёплыми. Они двигаются из тропических в приполярные широты, например, Гольфстрим.

Основные водные потоки

На данный момент учёные зафиксировали около пятнадцати основных океанических водных потоков в Тихом, четырнадцать – в Атлантическом, семь – в Индийском и четыре – в Северном Ледовитом океане.

Интересно, что все течения Северного Ледовитого океана движутся с одинаковой скоростью – 50 см/сек, три из них, а именно Западно-Гренландское, Западно-Шпицбергенское и Норвежское, являются тёплыми, и лишь Восточно-Гренландское относится к холодному течению.

А вот почти все океанические течения Индийского океана относятся к теплым или нейтральным, при этом Муссонное, Сомалийское, Западно-Австралийское и течение Игольного мыса (холодное) движутся со скоростью 70 см/сек., скорость остальных варьирует от 25 до 75 см/сек. Водные потоки этого океана интересны тем, что вместе с сезонными муссонными ветрами, которые два раза в год меняют своё направление, океанические реки также изменяют свой ход: зимой они в основном текут на запад, летом – на восток (явление, характерное только для Индийского океана).

Поскольку Атлантический океан протянулся с севера на юг, его течения также имеют меридиональное направление. Водные потоки, расположенные на севере, движутся по часовой стрелке, на юге – против неё.

Ярким примером течения Атлантического океана является Гольфстрим, который начинаясь в Карибском море, несёт тёплые воды на север, распадаясь по дороге на несколько боковых потоков. Когда воды Гольфстрима оказываются в Баренцевом море, они попадают в Северный Ледовитый океан, где охлаждаются и поворачивают на юг в виде холодного Гренландского течения, после чего на каком-то этапе отклоняются на запад и опять примыкают к Гольфстриму, образуя замкнутый круг.

Течения Тихого океана имеют в основном широтное направление и формируют два огромных круга: северный и южный. Поскольку Тихий океан чрезвычайно велик, не удивительно, что его водные потоки оказывают значительное влияние на большую часть нашей планеты.

Например, пассатные водные потоки перегоняют тёплые воды от западных тропических берегов к восточным, из-за чего в тропической зоне западная часть Тихого океана намного теплее противоположной стороны. А вот в умеренных широтах Тихого океана, наоборот, температура выше на востоке.

Глубинные течения

Довольно длительное время учёные считали, что глубинные океанские воды почти неподвижны. Но вскоре специальные подводные аппараты обнаружили на большой глубине как медленно, так и быстротекущие водные потоки.

Например, под Экваториальным течением Тихого океана на глубине около ста метров учёные определили подводный поток Кромвель, движущийся в восточном направлении со скоростью 112 км/сутки.

Подобное движение водных потоков, но уже в Атлантическом океане, нашли советские учёные: ширина течения Ломоносова составляет около 322 км, а максимальная скорость в 90 км/сутки была зафиксирована на глубине около ста метров. После этого был обнаружен ещё один подводный поток в Индийском океане, правда, скорость его оказалась намного ниже – около 45 км/сутки.

Открытие этих течений в океане послужило поводом к возникновению новых теорий и загадок, основной из которых является вопрос – почему они появились, как сформировались, а также вся ли площадь океана охвачена течениями или существует точка, где вода неподвижна.

Влияние океана на жизнь планеты

Роль океанических течений в жизни нашей планеты трудно переоценить, поскольку движение водных потоков непосредственно влияет на климат планеты, погоду, морские организмы. Многие сравнивают океан с огромной тепловой машиной, которую приводит в движение солнечная энергия. Эта машина создаёт беспрестанный водообмен между поверхностными и глубинными слоями океана, обеспечивая его растворённым в воде кислородом и влияя на жизнь морских обитателей.

Этот процесс можно проследить, например, рассматривая Перуанское течение, что находится в Тихом океане. Благодаря подъёму глубинных вод, которые поднимают наверх фосфор и азот, на океанической поверхности успешно развивается животный и растительный планктон, в результате чего организовывается пищевая цепь. Планктон поедает мелкая рыбка, та, в свою очередь, становится жертвой более крупных рыб, птиц, морских млекопитающих, которые при таком пищевом изобилии поселяются здесь, делая регион одним из самых высокопродуктивных районов Мирового океана.

Случается и так, что холодное течение становится тёплым: средняя температура окружающей среды повышается на несколько градусов, из-за чего на землю проливаются теплые тропические ливни, которые, оказавшись в океане, губят рыбу, привыкшую к холодной температуре. Результат плачевный – в океане оказывается огромное количество дохлой мелкой рыбы, крупная рыба уходит, рыбный промысел прекращается, птицы покидают свои гнездовья. В результате местное население лишается рыбы, урожая, который побили ливни, и прибыли от продажи гуано (птичьего помёта) в качестве удобрения. На восстановление прежней экосистемы нередко может уйти несколько лет.

Многообразие течений. Течения в морях и океанах — такой же важный вид движения воды, как и волны.

Течение — это перемещение воды в горизонтальном направлении.

Течения переносят огромные массы воды на большие расстояния. Их длина может достигать нескольких тысяч километров, ширина — десятков и даже сотен километров, толщина — нескольких километров.

Одно из самых крупных течений — Гольфстрим (рис. 129). Оно несет больше воды, чем все реки нашей планеты, вместе взятые.

Рис. 129. Основные морские течения

Как обозначают на карте теплые и холодные поверхностные течения? Найдите на рисунке крупнейшие теплые и холодные течения.

Рис. 130. Разнообразие океанических течений

Океанические течения различаются по температуре, глубине, продолжительности существования (рис. 130).

Теплым называют течение, температура которого выше, чем температура окружающей воды. Холодным — температура которого ниже, чем температура окружающей воды. Если же сравнивать температуру воды самих течений, то вода холодного течения в тропиках может быть теплее, чем вода теплого течения в высоких широтах.

Причины возникновения течений. Главная причина появления поверхностных течений — ветер. Задевая водную поверхность, он влечет за собой воду. Под воздействием устойчивых западных ветров возникает самое мощное в Мировом океане течение Западных Ветров, образующее кольцо вокруг Антарктиды.

На направление течений влияют также положение материков и очертания их берегов. Суша становится преградой, заставляющей течение поворачивать и направляться вдоль побережий.

В глубинах морей и океанов течения образуются из-за различий в плотности воды. Более плотные воды перемещаются в сторону менее плотных, создавая на глубине мощные водные потоки. Сведения о подводных течениях важны для рыболовства, движения подводных лодок.

Значение течений. Океанические течения влияют на климат и природу Земли. Они перераспределяют тепло и холод между широтами. Теплые течения приносят тепло из тропических широт в умеренные и арктические. Холодные течения возвращают к экватору холодную воду. Одновременно течения сильно воздействуют на климат прибрежных территорий материков.

Подумайте, как влияют на природу побережий теплые и холодные океанические течения.

Благодаря течениям в океанах и морях перераспределяется не только тепло, но и растворенные питательные вещества и газы. Живые организмы получают больше возможностей для развития. С помощью течений растения и животные перемещаются и заселяют новые территории. Течения могут способствовать или препятствовать судоходству, поэтому мореплаватели и рыбаки должны учитывать их направление и скорость.

Вопросы и задания

1. Что такое течение?
2. Какое течение можно считать теплым? какое — холодным?
3. Назовите основные причины образования течений.
4. Какое значение имеют течения для климата Земли, растений и животных океана?

Назовите, пожалуйста, причины образования течений в Мировом океане. и получил лучший ответ

Ответ от Никитыч[эксперт]
Океанические, или морские, течения — это поступательное движение водных масс в океанах и морях, вызванное различными силами. Хотя наиболее значительной причиной, образующей течения, является ветер, они могут сформироваться и из-за неодинаковой солёности отдельных частей океана или моря, разности уровней воды, неравномерного нагрева разных участков акваторий. В толще океана существуют вихри, созданные неровностями дна, их размер нередко достигает 100-300 км в диаметре, они захватывают слои воды в сотни метров толщиной.
Если факторы, вызывающие течения, постоянны, то образуется постоянное течение, а если они носят эпизодический характер, то формируется кратковременное, случайное течение. По преобладающему направлению течения делятся на меридиональные, несущие свои воды на север или на юг, и зональные, распространяющиеся широтно. Течения, температура воды в которых выше средней температуры для тех же широт, называют тёплыми, ниже — холодными, а течения, имеющие ту же температуру, что и окружающие его воды, — нейтральными.
Муссонные течения изменяют своё направление от сезона к сезону, в зависимости от того, как дуют прибрежные ветры муссоны. Навстречу соседним, более мощным и протяжённым течениям в океане, движутся противотечения.
На направление течений в Мировом океане оказывает влияние отклоняющая сила, вызванная вращением Земли, — сила Кориолиса. В Северном полушарии она отклоняет течения вправо, а в Южном — влево. Скорость течений в среднем не превышает 10 м/с, а в глубину они распространяются не более чем на 300 м.
В Мировом океане постоянно существуют тысячи больших и малых течений, которые огибают континенты и сливаются в пять гигантских колец. Система течений Мирового океана называется циркуляцией и связана, прежде всего, с общей циркуляцией атмосферы.
Океанические течения перераспределяют солнечное тепло, поглощённое массами воды. Тёплую воду, нагретую солнечными лучами на экваторе, они переносят в высокие широты, а холодная вода из приполярных областей благодаря течениям попадает на юг. Тёплые течения способствуют повышению температуры воздуха, а холодные, наоборот, понижению. Территории, омываемые тёплыми течениями, отличаются тёплым и влажным климатом, а те, около которых проходят холодные течения, — холодным и сухим.
Самое мощное течение Мирового океана — холодное течение Западных Ветров, называемое также Антарктическим циркумполярным (от лат. cirkum — вокруг) . Причиной его образования являются сильные и устойчивые западные ветры, дующие с запада на восток на огромных пространствах Южного полушария от умеренных широт до побережья Антарктиды. Это течение охватывает зону шириной 2500 км, распространяется на глубину более 1 км и переносит каждую секунду до 200 млн. тонн воды. На пути течения Западных Ветров не встречается крупных массивов суши, и оно соединяет в своём круговом потоке воды трёх океанов — Тихого, Атлантического и Индийского.
Гольфстрим — одно из крупнейших тёплых течений Северного полушария. Оно проходит через Мексиканский залив (англ. Gulf Stream — течение залива) и несёт тёплые тропические воды Атлантического океана к высоким широтам. Этот гигантский поток тёплых вод во многом определяет климат Европы, делая его мягким и тёплым. Каждую секунду Гольфстрим переносит 75 млн. тонн воды (для сравнения: Амазонка, самая полноводная река в мире, — 220 тыс. тонн воды) . На глубине около 1 км под Гольфстримом наблюдается противотечение.

Ответ от Ivy65 [гуру]
Из-за притяжения Луны.

Ответ от Анастасия Киреева [новичек]
Океанические течения обычно возникают под воздействием постоянных ветров

» Океанические течения » — 6 класс

Тема урока — океанические течения

Цель урока – дать понятие «течение», причины их образования, виды течений, значение течений на Земле.

Воспитательная задача урока – научить показывать и называть теплые и холодные течения

Оборудование – ф/к полушарий, ф/к России, атласы карта полушарий, учебники, рабочие тетради

Тип урока – комбинированный

І. Проверка д/з по карточкам – части Мирового океана – 4 штуки

У доски задание – нарисовать строение волны и объяснить определения

Что такое цунами и от каких причин они образуются?

Привести примеры цунами

Что такое приливы, отливы, причины образования, места наблюдения.

ІІ. Объяснение нового материала. На следующий урок подготовиться к контрольной работе по теме «Гидросфера»

Мировой океан –это огромное пространство воды. Поверхность океана никогда не бывает спокойной, вода движется, она переносит тепло, холод, несет кислород, перемещает косяки рыб, морских животных, растения, микроорганизмы. Океан никогда не бывает спокойным. Волны то набегают на берег, то отступают, обнажая прибрежную отмель.

Тысячелетия люди плавают по морям и океанам, пересекают их на плотах, парусных лодках и роскошных лайнерах. Совершая путешествия, моряки уже в глубокой древности знали о том, что в Мировом океане существуют мощные водные потоки, которые идут с востока на запад. Используя эти течения в навигнационных целях, моряки наносили их на карты, передавали о них сведения. На прошлом уроке мы узнали, что в Мировом океане есть 2 вида движения – волнение и течение. Сегодня нам предстоит узнать что такое течение и как оно образуется.

Первый способ доказательства течений – «бутылочная почта». Она может рассказать о трагедиях, разыгравшихся в море.

Например, в 1784 году пошел ко дну японский корабль, команда высадилась на коралловый риф в Тихом океане. Один из моряков, умирающий о т истощения на кусочке дерева написал историю своей гибели и бросил бутылку в море. Течение с удивительной точностью принесло эту бутылку к той деревне, где родился автор записи, но, к сожалению, только через 150 лет в 1935 году.

Что такое течение?

В тетрадь – Течение это перемещение воды в горизонтальном направлении.

«В океане есть река…Она не пересыхает в самые сильные засухи и не выходит из берегов даже при самых сильных наводнениях. Её берега и ложе их холодной воды, а её стремнина из теплой. Истоком ей служит Мексиканский залив, а устьем – Арктический океан. Нигде в мире больше нет более величественного теплого потока вод.»

Почему образуются течения?

Морские течения нельзя сравнивать с речными, так как в реках:

• Вода течет под уклон, а течение – под действием ветра

• У них меньше скорость

• У них нет границ

• Они многоструйны, многослойны, образуют систему вихрей

• Потоки течений извиваются, сливаются, изгибаются, образуют завихрения

Так какие бывают течения?

Задание – откройте карту полушарий и найдите Атлантический океан, в нем есть стрелки, которые обозначены разными цветами:

Теплое течение Холодное течение

Вывод: какие существуют виды течений? 1)Теплые 2)холодные

Верно, трудно определить точно их границы, место зарождения, место угасания.

Так и в океане эти течения напоминают реки, которые извиваются, разделяются на отдельные рукава, сливаются, изгибаются, образуют в океанах своеобразные кольца, а в отдельных местах они просто угасают.

П
о часовой стрелке Против часовой стрелки

В Мировом океане известны крупные течения:

Теплые

1. Гольфстрим

2. Куросло

Холодные

1. Течение западных ветров

2. Лабрадорское

На деятельность течений влияют:

1. Ветер

2. Вращение Земли

3. Постоянные ветра

4. Материки

5. Разная плотность, температура воды

Сегодня я расскажу вам о крупном течении, которое называется Гольфстрим

Гольфстрим – это

Задание:

1. Найдите Сев. Америку

2. Найдите экватор

3. Найдите Атлантический океан

4. Найдите Гольфстрим

В Атлантическом океане по обе стороны экватора дуют постоянные ветра от Африки к Америке. Под действием этих ветров вода перемещается вдоль экватора, часть её перемещается в Мексиканский залив, а так как новая порция воды толкает ту, что находится уже в заливе, она мощным потоком выходит и уходит в Флоридский пролив. Мощным потоком она проходит вдоль восточных берегов Сев. Америки приблизительно до о. Ньюфаундленд.

Этот отрезок называют теплым течением Гольфстрим.

«Гольфстрим» переводится как течение залива северной части Атлантического океана. «Нигде в мире больше нет такого величественного потока» — так писал о Гольфстриме в середине 19в известный американский океанограф и метеоролог Мори. У берегов Америки его назвают Гольфстрим. Скорость течения 10 км/час. Ширина от 75 до 120 км, а глубина 700м. Подсчитано, что все реки Земного шара вместе взятые несут в 10 раз меньше воды, чем Гольфстрим.

Каким цветом показано это течение? (красным)

Значит какое это течение? (теплое)

От о. Ньюфаундленд течение отклоняется вправо и получает название Северо-Атлантическое 45°с.ш. ( сила Кариолиса)

Тысячелетиями огромные вихри приносили в Европу со стороны Атлантики тепло и влагу. Они смягчали суровые зимы и умеряли летнюю жару.

Гольфстрим разбивается на струи, образует вихри, удаляется, пропадает. Эти реки пульсируют, блуждают. Он несет большой запас тепла и солей.

Значение Гольфстрима

1) он оказывает влияние на температуру вод и морей

2) меняет биологию океанов и морей

3) меняет климат стран Европы, прилегающих к Атлантическому океану.

4) масса теплой воды обогревает воздух над океаном.

Ветви Северо-Атлантического течения

1. Северо-Атлантическое течение приближается к Британским островам и восточная его ветвь под названием Норвежское течение между Исландией и Скандинавским полуостровом направляется в Северный Ледовитый океан. Теплые воды Северно-Атлантического течения прслеживаются вплоть до Новой Земли.

2. Вторая ветвь уходит в Баренцево море и поэтому Мурманский порт не замерзает

3. Западная ветвь Северо-Атлантического течения отделяется от него в районе 60° с.ш., оно называется течением Ирменгера и омывает южное побережье Исландии. Основная часть его движется на запад, огибая с юга Гренландию и вдоль её западного побережья проникает в море Баффина.

4. Основное течение продолжается в Норвежском море и следует на север вдоль западного берега Скандинавского полуострова – Норвежское течение

5. Норвежское течение уходит на север – Шпицбергенское течение.

А что мы видим в южной части?

Теплая струя воды сталкивается с выступом Южной Америки и вынуждена отклонится и образует теплое Бразильское течение, которое, дойдя до 45° ю.ш. смешивается с холодным Фолклендским течением.

А какие у нас есть холодные течения?

1. Течение Западных ветров

2. Лабрадорское течение

• Каким цветом обозначено это течение? (синим)

• Откуда и куда движется? (с запада на восток)

• Какие океаны пересекает? (Тихий, Атлантический, Индийский)

Длина течения 30 тыс. км

Ширина 2,5 тыс. км

Скорость течения 3,5 км/ч

Из Северного Ледовитого океана, куда поступают воды рек и тающих льдов, существует отток в Атлантический океан у берегов Северной Америки.

Следуя из моря Баффина до о. Ньюфаундленд, где встречается с теплым течением Гольфстрим, смешивается и погружается на промежуточные глубины. Скорость 1-2 км/ч, температура -1°С. оно несет льды и айсберги.

Какое значение имеют течения?

1. Они влияют на распределение температуры воды в океане.

2. Перемешивают воды

3. Из глубины поднимаются глубинные воды, обогащенные питательными веществами.

4. Глубинные воды богаты рыбой

5. Нагнетание воды приводит к её опусканию и таким образом на глубину опускается кислород.

Практическая работа – на контурные карты нанести теплые и холодные течения

Закрепление / 3 мин/

1. Как называлась тема сегодняшнего урока? ( течения)

2. О чем мы узнали из объяснения? (есть теплые и холодные течения)

3. Покажите теплые течения на карте

4. Покажите холодные течения на карте

5. Основные причины образования течений? (Ветер)

Д/з. §27 стр. 80-81 ответить на вопросы, выучить определения

Разрывные течения (RIP CURRENTS). Опасность, о которой мы ничего не знаем.

Как бороться с разрывными течениями

Об этом не пишут в газетах, не говорят по радио и телевидению и не проходят в школе. Но именно это является самой частой причиной гибели людей в водах мирового океана.

Каждый путешественник, отдыхающий на побережье любого океана, любого моря и даже крупного озера обязан знать, что опасность кроется не в особенностях береговой линии, не в глубине, и не в неумении плавать, не в больших волнах или штормовой погоде.

Опасность может подстерегать у самого берега на любом пляже мира, особенно на пляжах с пологой изрезанной береговой линией. В этой статье речь пойдет о РАЗРЫВНЫХ (ВСТРЕЧНЫХ) ТЕЧЕНИЯХ или RIP CURRENTS. 

Неожиданность кроется в том, что даже если вы загораете на лазурном берегу фешенебельного курорта Средиземного моря, то это не значит, что данная опасность вам не грозит.

С удивлением для себя я сам узнал об этом совсем не давно, хотя мне довелось отдыхать на побережье многих морей и океанов. Я люблю плавать далеко и долго, а об опасности, которая грозит у самого берега я к своему стыду даже и не слышал.

Странно, что такая важная информация известна почему-то только специалистам и людям, выжившим в разрывных течениях. Даже не все спортсмены, занимающиеся водными видами спорта, знают об этом. 

Итак, разрывное течение или РИП (RIP CURRENTS) это течение образующееся у самого берега, в следствии оттока огромного количества воды, принесенной на берег приливной волной. Разрывное течение это самая частая причина утопления отдыхающих на океанических и морских пляжах. Для его образования абсолютно не важна погода и сила приливной волны.

Оно может образоваться в любом месте побережья, в любое время дня и ночи и быть любым по скорости движения воды и протяженности. Разрывное течение (RIPCURRENTS ) всегда направленно в противоположную сторону от берега, то есть в сторону моря или океана.

На побережьях мира есть места, где постоянно образуются разрывные течения, что связано с особенностью береговой линии. Обычно местные или спасатели прекрасно осведомлены о них и опасную зону обозначают табличками, но как я уже сказал, РИП может образоваться на любом участке побережья. 

Сформированное разрывное течение создает коридор от берега в открытое море, который может иметь ширину пару метров, а может и 50-100 метров. Скорость воды оттекающей в море тем больше, чем шире коридор. Самые узкие РИПы имеют скорость воды 5км/ч. А это скорость течения воды в средненькой речушке. В широких разрывных течения скорость воды достигает 15 км/ч и выше.

Чтобы было более наглядно, я приведу пример, формирующееся разрывное течение легко утаскивает человека любой массы и физической подготовки от берега, даже если он стоит по пояс в воде. Как далеко это уже зависит от силы течения. Если вы попали в РИП, то вашей жизни грозит смертельная опасность.

Вы можете быть хоть многократным олимпийским чемпионом мира по плаванию или человеком-амфибией, рожденным от кита-касатки и белой акулы, но если вы не знаете, как выплывать из РИПа, то вам грозит 100% смерть от утопления. 

Как это происходит? Вы стоите по грудь в воде и наслаждаетесь теплой бирюзовой водичкой и морскими брызгами бьющими вам в лицо от приливной волны и вдруг после очередного прилива, поток оттекающей воды сбивает вас с ног и начинает уносить в океан или море. Это легко, ведь чем глубже вы зашли в воду, тем неустойчивее ваше положение.

Что же дальше? Дальше вы начинаете активно грести назад к берегу, но без результата. Течение относит вас все дальше и дальше. Постепенно, а у некоторых сразу начинается паника. Самые сильные и психологически устойчивые продолжают активно бороться с течением, но опять все тщетно.

Вы все дальше и дальше от берега. Силы кончаются, дыхание сбивается, паника стальной хваткой сжимает горло, большинство начинают кричать и звать на помощь. Еще несколько минут и вы чувствуете, что руки и ноги наливаются свинцом от усталости, сил хватает только на то, чтобы хотя бы держаться на воде. Движения становятся хаотичными, ужас лишает вас последней способности нормально мыслить.

Страх еще больше усиливается, когда вы видите как далеко вас отнесло от берега и понимаете, что сил уже нет. Именно в такие минуты человек реально сталкивается нос к носу со своей смертью. Осознание того, что сейчас вы утонете, лишает ваше тело последних запасов сил, сердце колотиться уже в горле в ужасающем темпе, вы делаете глубокие судорожные вдохи и начинаете хватать воду ртом от накатывающих волн.

Руки и ноги не просто устали, они уже не слушаются абсолютно, смертельная усталость наваливается на плечевой пояс, сводит судорогами икроножные мышцы. Даже просто держаться на воде уже нет никакой возможности. Ваш организм измучен и страдает от гипоксии (нехватки кислорода), вы судорожно всем телом пытаетесь выскочить из воды и вдохнуть воздуха, но еще больше утомляете его.

Наконец очередная волна плеснула вам в лицо и вода попадает в дыхательные пути в нос и горло, вы не можете вдохнут так как ужасная боль пронзила вам мозг и везде вода, легкие и грудная клетка разрываются. Еще немного воды и вас уже не видно на поверхности и кроме ужаса и бессилия больше ничего. Как только вода попадет в легкие, вы потеряв сознание пойдет на дно. И если вас сразу не вытащат и не сделают искусственное дыхание, то дальше только смерть.

Так гибнут те, кто тонет трезвыми, здоровыми и в неплохой физической форме. Повторюсь еще раз, то что вы пловец в случае с разрывными течениями (RIPCURRENTS ) лишь отсрочит вашу смерть и продлит агонию. И ТОЛЬКО!

Что же делать? Есть ли спасение? Разумеется есть! Но при условии, что вы умеете плавать. Если вы попали во встречное течение и вас понесло в открытый океан или море нужно выполнять следующий алгоритм:

1.  Не паниковать. Встречное течение (RIP CURRENTS) никогда не затянет вас под воду и никогда не утащит на невообразимое расстояние от берега. НИКОГДА НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ НЕ СОПРОТИВЛЯЙТЕСЬ ЕМУ. То есть никогда не начинайте плыть против него сразу к берегу. Это верная смерть.

3.  Оцените ширину коридора, в котором оказались. Иногда это можно сделать ,посмотрев по сторонам, если знать визуальные признаки РИПа о которых я скажу ниже. Для этого нужно сохранять спокойствие. Если вы запаниковали, смотрите пункт первый.

4.  Если вы заметили, что ширина разрывного течения (RIP CURRENTS) небольшая или не смогли ее определить, то начинаем размеренно не слишком интенсивно плыть вправо или влево вдоль берега (без разницы) перпендикулярно течению. Но ни в коем случае не сразу к берегу. Если ширина течения небольшая вы выплывите обязательно и отплыв на небольшое расстояние от него разворачивайтесь и плывите к берегу, опасность вам уже не грозит. Можно поднять руку и подать сигнал спасателям на берегу.

Течение широкое и выплыть не удается. Сигнализируем спасателям на берегу, подняв руку или прокричав призыв о помощи «HELP». Затем ложимся на спину или выбираем любое другое положение в воде, в котором можно дать отдых мышцам и расслабится. Предоставляем течению возможность нести нас, куда оно хочет. Еще раз повторю бороться с ним бессмысленно. Просто держимся на воде и успокаиваемся.

        Любое разрывное течение через некоторое время ослабнет и начнет исчезать. Как только мы почувствовали, что нас больше не несет, начинаем активно плыть вправо или влево вдоль берега, но только не к нему. В противном случае есть шанс снова в него вернуться.Отплыв на 50-100 метров как позволяют силы, разворачиваемся и размеренно плывем к берегу или к спасателям. Помня и соблюдая этот алгоритм, вы спасете себе жизнь.

     Так как РИПы довольно частое явление, особенно на океаническом побережье. Что делать, чтобы не попасть в разрывное течение (RIP CURRENTS)? Никогда нигде без оглядки, с восторженными визгами не бросаться в море или океан с ходу не осмотрев прибрежную полосу, не обратив внимание на запрещающие таблички или не поговорив с местными. И естественно не пускать туда подобным образом детей любого возраста.

    Детей даже на пляже у кромки воды нельзя оставлять без присмотра, так как их запросто может смыть в воду приливной, довольно слабенькой волной. Ребенок попавший в РИП обречен, если помощь не подоспеет вовремя. Знать визуальные характеристики разрывного течения. Они одинаковы для всех РИПов.

— Прибрежная зона воды другого цвета, чем окружающая ее остальная часть моря или океана. Например, вода что перед вами синяя или белая, а окружающая бирюзовая или голубая).

— Поток бурлящей пены, направляющийся перпендикулярно к берегу в открытое море.

— Вы заметили как мусор, пузыри или пена движутся не к берегу, а от него в открытое море. 

— Вы заметили, что в прибрежной волне образовался разрыв. То есть волна внезапно обрывается, затем идет разрыв, а затем снова продолжается та же волна. 

Эти признаки надо помнить, но большинство РИПов не проявляют себя никак или заметны только профессионалам. А вы заметите его, только когда попадете. Но теперь вас это не должно пугать. Вы знаете, что надо делать!

Лично для себя я сделал следующие выводы. К морю, а тем более океану нельзя относиться легкомысленно. Никогда не заходите в воду одни, если вы не умеете плавать, не купайтесь там, где стоят таблички и будьте осторожны на воде. Всегда следите за ветром, направлением течения и его скоростью и изменениями в характере волн.

Так как опасно не только разрывное течение. Опасен также ветер, дующий с берега. Если он достаточно сильный и устойчивый, то может привести к движению поверхностного 20 см слоя воды в открытое море. Если вы купаетесь в бухте или лагуне, то данное явление вас не коснется, но стоит выплыть за пределы в открытое море и вода понесет вас сама все дальше и дальше от берега.

Бороться в подобной ситуации невозможно в принципе, остается только ждать, когда ветер утихнет или переменится. Но за это время вы можете оказаться далеко от берега. Кстати именно так уносит матрасы с беспечными отдыхающими в открытое море на несколько километров.

Существует еще одна достаточно редкая опасность, связанная с разрывными течениями. Когда 2 разрывных течения встречаются вместе, они могут образовывать так называемую «стиральную машину» (washing machine). Это когда пенящийся бурлящий поток затягивает на глубину, так как направлен он именно туда.

Единственно верное решение при попадании в стиральную машину выбираться на поверхность, цепляясь за отвесную береговую линию. Это тот случай, когда скалы могут спасти жизнь. Образуется такая разновидность течения у отвесной береговой линии, где сразу начинается большая глубина. Самым наглядным примером является Шарм-эль-Шейх. Кораллы образуют там именно такой берег. Но о гибели туристов в стиральной машине в Шарм-эль-Шейхе у меня нет данных.

Эта статья не преследует целей вас напугать и заставить проплавать всю свою последующую жизнь в бассейнах. Просто примите эту информацию к сведению, а кое-что даже запомните и дай Бог, чтобы вам это никогда не пригодилось. И в заключении хочу сказать, что океан не терпит пренебрежительного отношения к себе. Никогда не переоценивайте своих возможностей. Удачи!

Ниже история тех, кто не понаслышке знает что такое РИП. Информация любезно предоставлена посетителем сайта.

27 декабря 2012 года мама с дочкой показали мне фотографии, сделанные в течение полуминуты в полдень 25 декабря 2012 года:
Фото № 1: Девушка стоит в воде по щиколотку! Позирует. Мама делает фото, не отрывая руки от кнопки. 

№ 2 и 3. Девушка по колено в воде и по щиколотку в песке. Волны полметра. Отлив. 

№ 4. Девушка упала из-за пришедшей метровой волны смешанной с обратной «отливной» волной настолько сильной, что в океан тянуло даже песок. 

Фото № 5. Волна оттащила Девушку на один-два метра, видно только голову, Девушка орет «ПОМОГИТЕ!»
(еще не глубоко, если встать – по пояс будет, но встать не получается… а вглубь продолжает тянуть)
Только тут Мать понимает, что Дочь не резвится в волнах.

Она видит, что приближается новая полутораметровая волна и отчетливо понимает: «если эта волна накроет ее ребенка, она его больше не увидит». Мать кидается за Дочкой, выдергивает ее из песка, они проходят пару метров, падают, с берега подбегает еще одна молодая женщина, хватает Девушку за вторую руку, еще метр…волна накрывает их уже остатками пены…

По берегу уже носятся люди, один спасатель без! снаряжения, орут…
Спасатель страшно ругается (хорошо, что «на своем языке»), тычет в красный флаг.
Нарушители извиняются. Что такое Rip Current они не знают. И, возможно, никогда не узнали бы, если бы мы не сели рядом. Как я не знала, что может унести с «по щиколотки» (меня уволокло «по пояс»)

Между первой и пятой фотографией 30 секунд.
Фотографии уцелели чудом, так как все, что было в сумке у Мамы (айфон, айпад, еще фотик) намокло, когда Мать кинулась и вытащила своего ребенка из РИПа.

Источник: italyo.ru

Морские течения – simulation, animation – eduMedia

Морские течения — это большие потоки морской воды. Они двигаются по кругу на протяжении многих тысяч километров. Ученые выделяют два больших типа течений:

• Поверхностные течения (располагающиеся на глубине до 300 метров от поверхности воды)
• Термохалинную циркуляцию или подводные течения.

Многочисленные факторы воздействуют на течения:

• Ветер (на поверхностные течения)
• Температура воды
• Соленость воды (напрямую связана с ее плотностью)
• Подводный рельеф и форма прибрежной зоны

Океанические течения оказывают большое влияние на климат Земли. Ученые опасаются, что потепление климата окажет пагубное влияние на такие регуляторы климата, как морские течения. Часто в качестве примера приводят течение Гольфстрим (на севере Атлантики), благодаря которому на западе Европы установился умеренный климат. Замедление или остановка Гольфстрима вызовет сильные изменения климата во всем этом регионе.

Морские течения оказывают влияние на биологические циклы многих видов морских животных, так как они в определенные месяцы приносят планктон. Мигрирующие животные пользуются этими «экологическими коридорами».

Поверхностные течения создают большие воронки, которые называются «гироскопическими волнами». Эти потоки двигаются в том же направлении, в каком дуют преимущественные ветры. Сила Кориолиса (вызванная вращением земного шара) ответственна за движение этих течений по часовой стрелке в северном полушарии и против часовой стрелки в южном полушарии. В центре таких гироскопических волн концентрируется весь мусор, плавающий в воде около суши на протяжении многих тысяч километров.

 

Нажать на «изображение 2D», чтобы переключить интерактивную 3D-картинку на карту 2D. Авторы: NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) (Национальное управление океанических и атмосферных исследований США)

Интернет-ресурсы:

• Океанические течения: http://www.sciencepresse.qc.ca/blogue/mathieu-rancourt/2016/03/17/courants-oceaniques
• Бенжамин Франклин и Гольфстрим (на английском языке): https://www.nha.org/library/hn/HN-v44n2-gulfstream.htm
• Первая карта Гольфстрима, сделанная Бенжамином Франклином: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Franklingulfstream.jpg

About the name of the current, please have a look at Экваториальное противотечение

Океанические течения — ГИДРОСФЕРА — СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ. ЗЕМНЫЕ ОБОЛОЧКИ

Цели: сформировать представление об океанических течениях; совершенствовать умение работать с физической картой полушарий, картой океанов, контурными картами.

Оборудование: карта океанов, физическая карта океанов, бутылка с запиской.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Повторение. Проверка домашнего задания

1. Работа с терминами

Работа по принципу: «Я знаю, что прилив (цунами и т. д.) — это…»

Список терминов

Прилив, цунами, остров, шторм, промилле, залив, море, Фанди, Белое море, Тихий океан.

2. Географический диктант

1. Причина возникновения приливов и отливов. (Луна.)

2. Причина возникновения цунами. (Моретрясения, или подводные землетрясения.)

3. Причина образования волн в океанах и морях. (Ветры.)

4. С глубиной температура воды в море… (понижается).

5. Какие движения производит вода в волне? (Колебательные, или вертикальные.)

6. По два раза в сутки это происходит у берегов в узких заливах и бухтах некоторых морей. (Приливы и отливы.)

7. В каких широтах вода более соленая: тропических или экваториальных? (В тропических.)

8. Какое море глубже: Черное или Баренцево? (Черное.)

III. Изучение нового материала

В море у берегов Мурманска выловили бутылку. Она была запечатана сургучом. В бутылке нашли записку: «Корабль “Святая Мария” терпит крушение у берегов Северной Америки. Мы столкнулись с айсбергом. Наши координаты 42° с. ш. и 50° з. д. Просим помощи. 1523 год, ноябрь, 23 число».

Записке около 500 лет. Но как бутылка попала в Мурманск? Нам предстоит выяснить путь этой и многих других бутылок, отправленных с кораблей и до сих пор не нашедших своих адресатов.

При расследовании нашего случая надо прежде всего найти место в океане, где бутылка была брошена в море. В записке даны координаты.

(Ученики определяют район в северной части Атлантики. Скорее всего они увидят течение. Затем ищут на карте Мурманск. Это город на берегу Баренцева моря. Предположение о почтальоне — течении появилось у большинства учеников.)

Молодцы. Сегодня мы подробнее познакомимся еще с одним видом движения воды в океане — океаническими течениями. Давайте определим круг вопросов, на которые мы должны найти ответы.

(Ученики и учитель предлагают вопросы, касающиеся течений. Вопросы записываются на доске.)

Примерные вопросы

1. Какие бывают течения?

2. Как они образуются?

3. Почему одни направлены от экватора, а другие — к экватору?

4. Чем течение отличается от волн?

5. Какова скорость движения воды в течении?

6. Какое течение самое быстрое, самое мощное, самое широкое?

7. Чем отличаются теплые течения от холодных?

(Работа по учебнику. Текст разбит на несколько пунктов. Учитель руководит темпом работы.)

— Читаем п. 1 § 27. Ищем ответ на вопрос: что же такое течение? С чем его можно сравнить? (Течение — это перемещение воды в океане в горизонтальном направлении. Это как река без берегов.)

— Читаем п. 2 параграфа и находим ответ на вопрос: как образуются течения? (Причина течений — постоянные ветры.)

Постоянные ветры — пассаты и западные ветры. Они всегда дуют в одном направлении и начинают сгон воды. Самое мощное течение в Мировом океане — течение Западных Ветров. Его ширина 2500 км, а скорость 3,5 км/ч. Найдем это течение на карте.

— Что еще удалось выяснить о течениях? (Примерный ответ. Существуют глубинные течения, они возникают из-за разной плотности воды. Более соленая или более холодная вода плотнее, она опускается на глубину в полярных широтах и движется в сторону экватора.)

— Читаем п. 3. Ищем ответ на вопрос: чем отличаются теплые течения от холодных? (В теплом течении вода теплее, чем окружающая его вода. А температура холодного течения всегда ниже температуры окружающей воды в океане.)

Температура Канарского течения (найдем его на карте) +23 °С, а температура воды в течении Гольфстрим у берегов Скандинавии +4 °С.

— Какое из этих течений теплое? Посмотрите на карту. (Гольфстрим.)

— Почему? (Температура воды в Гольфстриме выше температуры окружающей его воды. А температура вод, окружающих Канарское течение, выше, чем в самом течении.)

— Обязательно ли вода в теплом течении теплее, чем в холодном? (Нет.)

— Какова скорость течения Гольфстрим? (10 км/ч.)

— Какое течение имеет большую скорость? (Гольфстрим.)

(Заранее подготовленный ученик делает сообщение о течении Гольфстрим.)

Гольфстрим

Гольфстрим начинается в Карибском море, а затем, выйдя к берегам США и пройдя вдоль них, сворачивает на восток, пересекая океан. Вдали от берегов Гольфстрим «теряет уверенность». Направление его движения постоянно меняется и делает крутые петли. Иногда они замыкаются в кольца и существуют сами по себе 3—5 лет, медленно дрейфуя к югу. Ширина Гольфстрима достигает 125—175 км. Скорость движения в срединной части русла приближается к 10 км/ч. Морская река в самом быстром месте переносит в секунду 30—100 млн. куб. м воды.

Первое научное сообщение о Гольфстриме было сделано лишь в 1769 г. Б. Франклином — крупным американским деятелем и ученым. В письме к министру почты Великобритании он отмечал, что киты сосредоточиваются у границ Гольфстрима, мощного течения, называемого таким образом потому, что оно исходит из Флоридского залива (Гольфстрим в переводе с английского означает «течение из залива»).

Франклин обратил внимание на это природное явление потому, что, будучи заместителем министра почты, должен был дать ответ на запрос, почему четырем пакетботам, перевозившим почту из Фалдмута (Англия) в Нью-Йорк, требовалось семь недель для того, чтобы пересечь Северную Атлантику, в то время как тяжело груженные американские торговые суда, возвращающиеся из Лондона в штат Род-Айленд, совершали переход за пять недель.

Мэтью Мори во введении к своей книге «Физическая география морей», вышедшей в 1856 г., характеризовал Гольфстрим следующим образом: «В океане есть река. Она не пересыхает и в самые сильные засухи и не выходит из берегов даже при самых сильных наводнениях. Ее берега и ложе из холодной воды, а ее стремнина — из теплой. Истоком ее служит Мексиканский залив, а устьем — Арктический океан. Это Гольфстрим. Нигде в мире нет более величественного потока вод. Гольфстрим течет стремительнее Миссисипи или Амазонки, а воды в нем в тысячу раз больше».

Теперь-то мы знаем, что Гольфстрим вовсе не река, а скорее система отдельных потоков, движение которых сложно и нерегулярно. Иногда эту систему сравнивают со струями и кольцами дыма, поднимающегося от горящей сигареты.

— Читаем пп. 4 и 5. В чем значение течений в природе и в жизни человека? (Примерный ответ. 1. Течения перераспределяют тепло в океане, перемешивают воду, насыщая глубинные воды кислородом, а поверхностные — питательными веществами. 2. Районы столкновения течений богаты рыбой. 3. Течения влияют на климат. 4. Течения влияют на судоходство. Корабль быстрее движется по течению, а против течения — медленнее.)

— Как обозначены теплые и холодные течения на картах?

— Посмотрите на карту океанов. Кто внимателен, тот обнаружит закономерность в распределении течений. (Течения, идущие от экватора, — теплые, а направленные к экватору — холодные.)

Верно. Еще есть закономерность. Течения образуют круги. Вернее, круговороты. В Северном полушарии — по часовой стрелке, а в Южном — против часовой стрелки.

Еще закономерность в распределении течений. У восточных берегов материков течения теплые, а у западных берегов — холодные.

— На контурную карту нанесите пять теплых и пять холодных течений. Красными стрелками укажите теплые, а синими — холодные течения. Подпишите течения вдоль стрелок.

— Найдите на карте уникальное течение, которое направлено от экватора, но является холодным. (Муссонное течение в Индийском океане.)

— Почему Перуанское течение холодное? (Оно направлено от умеренных широт к экватору.)

Корабль находился в Гвинейском заливе, выйти из залива в Атлантику никак не удавалось: мешало встречное течение. Капитан приказал бросить за борт канат с привязанным тяжелым ящиком. И, к удивлению моряков, корабль стал двигаться навстречу течению.

— Что произошло? (Под каждым поверхностным течением существует глубинное противотечение, его и использовал капитан.)

В XVII—XVIII вв. корабли, плывшие к Моллукским островам, огибали южную оконечность Африки и не плыли сразу на северо-восток, а удлиняли путь, двигаясь сначала на восток, и лишь у берегов Австралии поворачивали на север. При этом достигали Моллукских островов на две недели раньше.

— Почему это происходило? (Корабли шли по течению Западных Ветров, это течение ускоряло движение кораблей.)

— Подведем итоги урока. Что нового мы узнали о течениях?

1. Течения образуют постоянные ветры.

2. Течения бывают теплые и холодные.

3. Теплые течения имеют температуру, которая выше температуры окружающих вод.

4. Течения образуют круговороты: в Северном полушарии по часовой стрелке, а в Южном — против.

5. У восточных берегов материков течения теплые, а у западных — холодные.

Домашнее задание

§ 27, вопросы к параграфу.

Дополнительный материал

Океанические течения

Океан никогда не бывает спокойным. Лишь на больших глубинах движение воды незаметно. Но исследования на больших глубинах показали, что жизнь в океане развивается повсеместно. При неподвижности вод это было бы невозможно, т. к. вода не получала бы кислород.

Открытие постоянного движения воды в океане имеет очень важное значение. Например, раньше считали, что сброс в океан радиоактивных веществ в контейнерах безопасен. Сейчас же известно, что глубоководные течения разнесут радиоактивные вещества из разъеденных морской водой контейнеров по всему Мировому океану.

«Дамской дорожкой» назвали путь Христофора Колумба из Европы в Америку. Отправляясь из Испании, Колумб направил свои корабли сначала на юг, а потом на запад. И хотя расстояние было больше, корабли доплывали быстрее, чем прямым коротким путем. Этим путем из Европы в Америку пользуются до сих пор. (Колумб использовал Канарское попутное течение и ветры пассаты.)

Океанические течения оказывают огромное влияние на климат. Благодаря Гольфстриму преобладающие западные ветры приносят на побережье Европы мягкую зиму. Нью-Йорк лежит всего на 160 км севернее Лиссабона, но средняя температура января там + 1 °С, в то время как в Лиссабоне светит солнце и температура почти не опускается ниже +10 °С.

Ветровые течения примеры. Океаническое течение

Течения имеют очень важное значение для мореплавания, влияя на скорость и направление движения судна. Поэтому в судовождении очень важно уметь правильно их учитывать (рис. 18.6).

Для выбора наивыгоднейших и безопасных путей при плавании вблизи берегов и в открытом море важно знать природу, направления и скорость морских течений.
При плавании по счислению морские течения могут оказывать значительное влияние на его точность.

Морские течения — перемещение водных масс в море или в океане из одного места в другое. Основные причины, вызывающие морские течения — ветер, атмосферное давление, приливо-отливные явления.

Морские течения подразделяются на следующие виды

1. Ветровые и дрейфовые течения возникают под действием ветра вследствие трения движущихся масс воздуха о морскую поверхность. Длительные, или господствующие, ветры вызывают движение не только верхних, но и более глубоких слоев воды, и образуют дрейфовые течения.
Причем, дрейфовые течения, вызываемые пассатами (постоянными ветрами), — постоянные, а дрейфовые течения, вызываемые муссонами (переменными ветрами), в течение года изменяют и направление, и скорость. Временные, непродолжительные, ветры вызывают ветровые течения, которые носят переменный характер.

2. Приливо-отливные течения вызываются изменением уровня моря приливами и отливами. В открытом море приливо-отливные течения постоянно меняют свое направление: в северном полушарии — по часовой стрелке, в южном — против часовой стрелки. В проливах, узких заливах и у берегов течения во время прилива направлены в одну сторону, а при отливе — в обратную.

3. Сточные течения вызываются повышением уровня моря в отдельных его районах в результате притока пресной воды из рек, выпадения большого количества атмосферных осадков и т. д.

4. Плотностные течения возникают вследствие неравномерного распределения плотности воды в горизонтальном направлении.

5. Компенсационные течения возникают в том или ином районе для восполнения убыли воды, вызванной ее стоком или сгоном.

Рис. 18.6. Течения Мирового океана

Гольфстрим — самое мощное теплое течение Мирового океана идет вдоль берегов Северной Америки в Атлантическом океане,а затем отклоняется от берега и распадается на ряд ветвей. Северная ветвь, или Северо-Атлантическое течение, идет на северо-восток. Наличие Северо-Атлантического теплого течения объясняет сравнительно мягкую зиму на побережье Северной Европы, а также существование ряда незамерзающих портов.

В Тихом океане Северное пассатное (экваториальное) течение начинается у берегов Центральной Америки, пересекает Тихий океан со средней скоростью около 1 узла, и у Филиппинских островов разделяется на несколько ветвей.
Главная ветвь Северного пассатного течения проходит вдоль Филиппинских островов и следует на северо-восток под названием Куросио, которое является вторым после Гольфстрима мощным теплым течением Мирового океана; его скорость от 1 до 2 уз и даже временами до 3 уз.
Около южной оконечности острова Кюсю это течение разделяется на две ветви, одна из которых — Цусимское течение направляется в Корейский пролив.
Другая, двигаясь на северо-восток, переходит в Северо-Тихоокеанское течение, пересекающее океан на восток. Холодное Курильское течение (Ойясио) следует навстречу Куросио вдоль Курильской гряды и встречается с ним примерно на широте Сангарского пролива.

Течение западных ветров у берегов Южной Америки разделяется на две ветви, одна из которых дает начало холодному Перуанскому течению.

В Индийском океане Южное пассатное (экваториальное) течение у острова Мадагаскар разделяется на две ветви. Одна ветвь поворачивает на юг и образует Мозамбикское течение, скорость которого от 2 до 4 уз.
У южной оконечности Африки Мозамбикское течение дает начало теплому, мощному и устойчивому Иголь- ному течению, средняя скорость которого более 2 уз, а максимальная — около 4,5 уз.

В Северном Ледовитом океане основная масса поверхностного слоя воды совершает движение по часовой стрелке с востока на запад.

Течения Атлантического океана

Южное пассатное течение . Начинается почти от берегов Африки полосой около 10 градусов широты. Северная граница течения около 1°N вначале и у берегов Ю. Америки доходит до 6-7° N. Очень устойчиво, наибольшая суточная скорость — 55 миль. Зимой скорость меньше, чем летом. Доходит до мыcа Кабу-Бранку, где разделяется на Бразильское течение, идущее к югу, и Гвианское течение.

Гвианское течение . От мыса Кабу-Бранку направлено на северо-запад вдоль берега Ю. Америки, скорости 30-60 миль в сутки, температура 27-28°. Летом его скорость доходит до 90 миль. Входя в Карибское море, течет от проливов между Малыми Антильскими островами к Юкатанскому проливу по всей поверхности Карибского моря. Скорость до 35-50 миль. Проходя Мексиканский залив, в основном уклоняется к Флоридскому проливу. В дальнейшем сливается с Северным пассатным течением.

Северное пассатное течение . Начинается от Зеленого мыса полосой между 8 и 23° N. Скорость до 20 миль. Подходя к. Малым Антильским островам, постепенно уклоняется к западу-северо-западу, разделяясь на две ветви. Океаническая ветвь получает название Антильского течения, скорость которого 10-20 миль в сутки. В дальнейшем Антильское течение присоединяется к Гольфстриму. Вторая ветвь сливается с Гвианским течением, входя с ним в Карибское море.

Гольфстрим . Начинается от Флоридского пролива. Скорость до 120 миль в сутки вначале и 40-50 у мыса Гаттераса. Протекает вдоль берегов Северной Америки от Флоридского пролива до района восточное Ньюфаундлендской банки, где течение начинает разветвляться. С удалением к северу скорость течения падает с 45-50 миль в сутки до 25-30 миль. Среди течения, расширяющегося у 50° W до 350 миль, появляются полосы с различными скоростями и температурами. Между Гольфстримом и берегом материка расположена полоса холодной воды, являющаяся продолжением ветви холодного Лабрадорского течения из залива св. Лаврентия. Восточным пределом Гольфстрима следует считать район восточной оконечности Ньюфаундленда, примерно 40° W.

Северо-Атлантическое течение . Это название присвоено всему комплексу течений севера Атлантического океана. Начинаются они с северо-восточной границы Гольфстрима, являясь его продолжением Между Ньюфаундлендом и Ла-Маншем средняя скорость течения 12-15 миль в сутки, а южная граница проходит примерно по 40° N. Постепенно от его южного края отделяется юго-восточная ветвь, омывающая Азорские острова, эта ветвь носит название Северо-Африканского, или Канарского течения. По своей температуре воды течения на 2-3° холоднее окружающих. В дальнейшем Канарское течение, поворачивая на юго-запад, дает начало Северному пассатному течению. Атлантическое течение, приближаясь к берегам Европы, постепенно сворачивает на северо-восток. На параллели Ирландии от него отделяется влево ветвь, называемая течением Ирмингера, идущее к южной оконечности Гренландии, и далее посреди Дэвисова пролива в Баффиново море, образуя там теплое Западно-Гренландское течение. Основная же часть Атлантического течения проходит проливами между Исландией и Шотландией к окраине материкового склона Норвегии и вдоль ее берегов на север. Пройдя Норвегию, течение разделяется на две ветви, одна ветвь идет к востоку под названием Нордкапского течения в Баренцево море, а вторая к Шпицбергену, огибая остров вдоль его западных берегов и постепенно исчезая.

Восточно-Гренландское течение идет с северо-востока к мысу Фэруэлл, а от этого мыса в Дэвисов пролив между берегом Гренландии и теплым Западно-Гренландским течением. В Датском проливе скорость этого течения доходит до 24 миль в сутки.

Лабрадорское течение берет начало из проливов Северо-Американского архипелага, протекая вдоль западного берега Баффинова моря. Скорость его в этом море несколько меньше 10 миль в сутки, но в дальнейшем возрастает до 14 миль. Воды этого течения, встречаясь с Гольфстримом, уходят под него; в район встречи они выносят от Гренландии айсберги, представляющие значительную опасность для судов, тем более, что в районе встречи течений отмечается до 43% туманных дней в году. К Лабрадорскому течению в Дэвисовом проливе и у мыса Фэруэлл примыкают Западно-Гренландское и Восточно-Гренландокое течения.

Бразильское течение . Является южной ветвью Южного пассатного течения, скорость его 15-20 миль,в сутки. Южнее устья р. Параны постепенно отходит от берега и с 45° S сворачивает на восток, сливаясь с течением Западных ветров, направленным к мысу Доброй Надежды.

Фолклендское течение образовано холодными водами течения Западных ветров, ветвью его, идущей к экватору вдоль восточных берегов Патагонии и Южной Америки. Это течение, доходя до 40° S, несет с собой большое число ледяных гор, главным образом летом, южного полушария (октябрь-декабрь). В дальнейшем оно примыкает к течению Западных ветров.

Бенгуэльское течение возникает как северная ветвь течения Западных ветров, отходящая от него у мыса Доброй Надежды к экватору вдоль западного берега Африки. Скорость около 20 миль в сутки. Течение доходит до 10°S и, сворачивая там на запад, дает начало Южному пассатному течению.

Течения Индийского океана

В северной части океана дрейфовые течения устанавливаются под влиянием муссонных ветров в пределах от 10°S до материка Азии. С ноября в южной части Бенгальского залива, от Малаккского пролива к Цейлону и южнее его, Муссонное течение идет на запад со скоростью 50-70 миль в сутки. Такая же картина и в Аравийском море, но скорость течения не превышает 10-20 миль. Подходя к берегам Африки, течение сворачивает на юго-запад, увеличивая суточную скорость до 50-70 миль, здесь оно называется Сомалийским. Перейдя экватор и встречаясь с ветвью Южного пассатного течения, сворачивает на восток, образуя Экваториальное противотечение, пересекающее океан между 0-10°S со скоростью у о. Суматры до 40- 60 миль в сутки. В этом районе течение частично идет на север, но главным образом сворачивает к югу и примыкает к Южному пассатному течению. С мая месяца по октябрь Муссонное течение прекращается. Южное пассатное течение разделяется на две ветви. Северная ветвь идет вдоль берегов Сомали, несколько усиливаясь после перехода экватора и достигая скоростей от 40 до 120 миль в сутки. Затем эта ветвь сворачивает на восток, уменьшая скорость до 25-50 миль, у берегов Цейлона скорость возрастает до 70- 80 миль. Подходя к о. Суматра, заворачивает на юг и примыкает к Южному пассатному течению. Течения Индийского океана южного полушария, образуют постоянную циркуляцию вод в течение года.

Южное пассатное течение . Северная граница-10°S, южная граница мало определена. Зимой скорость северного полушария больше, чем летом. Средняя скорость 35 миль, наибольшая 50-60 миль. Возникает у берегов Австралии, а доходя до о. Мадагаскара, разделяется на две ветви. Северная ветвь, доходя до северной оконечности Мадагаскара, в свою очередь разделяется на две ветви, одна из которых сворачивает к северу, и нашей зимой, не доходя до экватора и сливаясь с Муссонным течением, образует Экваториальное противотечение, а вторая ветвь проходит вдоль берегов Африки Мозамбикским проливом, образуя сильное Мозамбикское течение со средней скоростью до 40 миль и наибольшей 100 миль в сутки. Далее это течение переходит в течение Игольное, представляющее южнее 30 градуса S поток до 50 миль ширины со скоростью до 50 миль в сутки.

Течение Западных ветров . Образовано холодными водами, притекающими из Атлантического океана при слиянии их с Игольным течением, и второй основной ветвью Южного пассатного течения, называемого Мадагаскарским течением. Скорость течения Западных ветров 15-25 миль в сутки. У Австралии от него отделяется ветвь к экватору, называемая Западно-Австралийским течением, скорость его 15-30 миль, оно мало устойчиво. У тропика Западно-Австралийское течение переходит в Южное пассатное.

Течения Тихого океана

Северное пассатное течение . Заметно от южной оконечности Калифорнии. Границы между 10 и 22° N. Зимой северного полушария южная граница ближе к экватору, летом дальше от него. До Филиппинских островов средняя скорость 12-24 мили, летом скорость больше. От Филиппинских о-вов в основном отклоняется к о. Тайвань и, начиная отсюда, получает название Японского течения, или Куро-Сиво (синее течение).

Куро — Сиво . У о-ва Тайвань имеет ширину около 100 миль, от острова уклоняется вправо, проходит западнее о-вов Лиу-Киу к Японским о-вам. Вначале скорость течения 35-40 миль в сутки, у о-вов Рюкю до 70-80 миль, а летом даже до 100 миль. У берегов Японии ширина течения достигает 300 миль и скорость уменьшается. Собственно Куро-Сиво имеет своей северной границей 35° N. К системе течений Куро-Сиво относится продолжение собственно Куро-Сиво от 35° N. к востоку-Западный дрейф Куро-Сиво, проходящий между 40 и 50° N со скоростью 10-20 миль до 160°E и дальнейшее продолжение его к берегам Северной Америки — Северо-Тихоокеанское течение. К этой же системе относится южная ветвь Северного пассатного течения, проходящая от Филиппинских о-вов вдоль о-ва Минданао, и Цусимское течение-ветвь Куро-Сиво, проходящая в Японском море у берегов Японских о-вов на север. Северо-Тихоокеанское течение доходит со скоростью 10-20 миль в сутки до 170°W, где одна ветвь отклоняется на север, причем часть вод попадает даже в Берингово море, а вторая ветвь под названием Калифорнийского течения отклоняется к югу, где имеет скорость около 15 миль. В дальнейшем Калифорнийское течение вливается в Северное пассатное течение.

Курильское течение — холодное течение, протекающее от Курильских о-вов вдоль западных берегов Японии до встречи с идущим восточнее Куро-Сиво.

Экваториальное противотечение . Летом ширина от 5 до 10° N, зимой 5-7°N. Скорость летом около 30 миль, но иногда доходит до 50-60 миль, зимой скорость 10-12 миль. Подойдя к берегам Центральной Америки, зимой это течение разделяется на две ветви, примыкающие каждая к соответствующему Пассатному течению, летом оно в основном сворачивает на север.

Южное пассатное течение идет на запад от Галапагосских о-вов к берегам Австралии и Новой Гвинеи. Летом северная граница его 1 градус N, зимой -3°N. Скорость течения в восточной его половине не менее 24 миль, а иногда доходит до 50-80 миль в сутки. Севернее Новой Гвинеи часть течения сворачивает на восток, вливаясь в Экваториальное противотечение. Вторая часть от берегов Австралии сворачивает к югу, образуя Восточно-Австралийское течение.

Восточно-Австралийское течение начинается от о-ва Новая Каледония, идет на юг к о-ву Тасмания, сворачивает там на восток и омывает берега Новой Зеландии, образуя в Тасмановом море круговорот вод против часовой стрелки. Скорость течения до 24 миль в сутки. Часть Восточно-Австралийского течения проходит между Тасманией и южной оконечностью Новой Зеландии и затем соединяется с течением Западных ветров, идущим из Индийского океана южнее Австралии.

Течение Западных ветров Тихого океана имеет северной границей 40°S и протекает на восток до м. Горн со скоростью около 15 миль. По пути к течению присоединяются холодные антарктические воды, несущие ледяные горы и теплые воды, ответвляющиеся от Южного пассатного течения. У берегов Ю. Америки часть течения Западных ветров отклоняется к югу и проходит далее в Атлантический океан, а вторая часть отклоняется к экватору вдоль западных берегов Южной Америки под названием Перуанского течения.

Перуанское течение имеет скорость 12-15 миль в сутки и идет до 5°S, где, отклоняясь к востоку, омывает Галапагосские о-ва и затем вливается в Южное пассатное течение. Ширина течения до 500 миль.

Течения Северного Ледовитого океана

Главная масса поверхностных вод, начиная приблизительно от о-ва Принс-Патрик (120°W), движется с востока на запад вдоль северных берегов Аляски по часовой стрелке, увлекая за собой поверхностные распресненные воды окраинных морей. Между 90 и 120° W это течение перестает быть сплошным, подходя к о. Элсмир, оно частично сворачивает вдоль берегов Гренландии в Гренландское море. Сюда же течением, направленным с востока на запад и идущим севернее о-ва Шпицбергена, выносятся поверхностные холодные полярные воды. Сливаясь вместе на севере Гренландского моря, эти течения образуют холодное Восточно-Гренландское течение.

Поверхностные течения центральной части Арктики возникают главным образом под влиянием воздушных потоков. Скорость течений незначительна — от 0,5 до 1 мили в сутки. У полюса скорость течения несколько больше-до 1,4 мили и на выходе в Гренландское море доходит до 3,4 миль в сутки. С юга вдоль берегов Скандинавского п-ова в Северный Ледовитый океан движется теплое Нордкапское течение, огибающее с севера о. Шпицберген одной ветвью и второй, проходящее к о. Новая Земля. Обе ветви течения постепенно затухают и уходят на глубину.

Приливо-отливные течения характеризуются своей периодичностью в смене скорости и направления за полусуточный или суточный период. Характеристики приливо-отливных течений даются в соответствующих навигационных пособиях.

Дрейфовые течения в неглубоких морях устанавливаются через несколько дней после начала ветра, в открытом океане через 3-1 месяца и в области постоянных ветров достигают большой мощности. В открытом океане поверхностные течения отклоняются приблизительно на 45° от направления ветра, вправо от ветра в северном полушарии и влево в южном. На мелководье и вблизи берегов отклонение очень незначительно, чаще направление ветра совпадает с направлением течения.

В лоциях дается иногда только краткая, иногда весьма подробная (с картами, схемами, таблицами) словесная характеристика волнения, дающая представление о величине и характере волнения по сезонам года и в отдельных районах моря.

Атласы физико-геграфических данных. Они состоят из набора различных карт, характеризующих волнение того или иного бассейна по месяцам и сезонам года. На этих картах «розами» по восьми румбам показаны повторяемость волнения и зыби по направлению и силе в отдельных квадратах океана. Длина лучей в масштабе определяет процент повторяемости направления волнения, а цифры в кружках – процент отсутствия волнения. В нижнем углу квадрата – число наблюдений в данном квадрате.

Справочники и таблицы по волнениям. В пособии имеются таблицы повторяемости ветров и волнения, таблица зависимости элементов волны от скорости ветра продолжительности и длины разгона ветра, а также даны значения наибольших высот, длин и периодов волн. С помощью этой таблицы для районов открытого моря по скорости ветра (в м/с) и длине разгона (в км.) можно определять их высоту, период и продолжительность роста.

Указанные пособия позволяют мореплавателю правильно оценить условия плавания и выбрать наиболее выгодные и безопасные навигационные пути с учетом ветра и волнения.

Карты волнения

На картах волнения приводятся положения синоптических объектов

(циклонов, антициклонов с указанием давления в центре; атмосферных фронтов), картина волновых полей в виде изолиний равных высот волн с оцифровкой их значений и указанием контурной стрелкой направления распространения, а также в отдельных точках станций характеристика ветровой и волновой обстановки.

12. Причины морских течений. Морскими течениями называется поступательное движение масс воды в море под воздействием природных сил. Основными характеристиками течений являются скорость, направление и продолжительность действия.

Основные силы (причины), вызывающие морские течения, делятся на внешние и внутренние. К внешним относятся ветер, атмосферное давление, приливообразующие силы Луны и Солнца, к внутренним — силы возникающие вследствие неравномерного распределения по горизонтали плотности водных масс. Сразу же после возникновения движения водных масс появляются вторичные силы: сила Кориолиса и сила трения, замедляющая всякое движение. На направление течения оказывают влияние конфигурация берегов и рельеф дна.

13. Классификация морских течений.

Морские течения классифицируются:

По факторам их вызывающим, т.е.

1. По происхождению: ветровые, градиентные, приливо-отливные.

2. По устойчивости: постоянные, непериодические, периодические.

3. По глубине расположения: поверхностные, глубинные, придонные.

4. По характеру движения: прямолинейные, криволинейные.

5. По физико-химическим свойствам: теплые, холодные, соленые, пресные.

По происхождению течения бывают:

1 Ветровые течения возникают под действием силы трения о водную поверхность. После начала действия ветра скорость течения растет, а направление, под воздействием ускорения Кориолиса, отклоняется на определенный угол (в северном полушарии вправо, в южном – влево).

2. Градиентные течения также являются и непериодическими и вызываются рядом природных сил. Они бывают:

3. сточные, связанные с нагоном и сгоном вод. Примером сточного течения служит Флоридское течение, которое является результатом нагона вод в Мексиканский залив ветровым Карибским течением. Избыточные воды залива устремляются в Атлантический океан, давая начало мощному течению Гольфстрим.

4. стоковые течения возникают в результате стока речных вод в море. Это Обь-Енисейское и Ленское течения, проникающие на сотни километров в Северный Ледовитый океан.

5. бароградиентные течения, возникающие за счет неравномерного изменения атмосферного давления над соседними районами океана и связанного с ним повышения или понижения уровня воды.

По устойчивости течения бывают:

1. Постоянными — векторной суммой ветрового и градиентного течений является дрейфовое течение. Примером дрейфовых течений являются пассатные течения в Атлантическом и Тихом океанах и муссонные в Индийском океане. Эти течения постоянны.

1.1. Мощные устойчивые течения со скоростями 2-5 уз. К таким течениям относятся Гольфстрим, Куросио, Бразильское и Карибское.

1.2. Постоянные течения со скоростями 1,2-2,9 уз. Это Северное и Южное пассатные течения и экваториальное противотечение.

1.3. Слабые постоянные течения со скоростями 0,5-0,8 уз. К ним относятся Лабрадорское, Северо-Атлантическое, Канарское, Камчатское и Калифорнийское течения.

1.4. Локальные течения со скоростями 0,3-0,5 уз. Такие течения для отдельных районов океанов, в которых отсутствуют четко выраженные течения.

2. Периодические течения – это такие течения, направление и скорость которых изменяются через равные промежутки времени и в определенной последовательности. Примером таких течений являются приливно- отливные течения.

3. Непериодические течения вызываются непериодическим воздействием внешних сил и в первую очередь рассмотренными выше воздействиями ветра и градиента давления.

По глубине течения бывают:

Поверхностные — течения наблюдаются в так называемом навигационном слое (0-15 м), т.е. слое, соответствующем осадке надводных судов.

Основной причиной возникновения поверхностных течений в открытом океане является ветер. Существует тесная связь между направлением и скоростью течений и преобладающими ветрами. Устойчивые и продолжительные ветры оказывают большее влияние на образование течений, чем ветры переменных направлений или местные.

Глубинные течения наблюдаются на глубине между поверхностным и придонным течениями.

Придонные течения имеют место в слое, прилегающем ко дну, где большое влияние на них оказывает трение о дно.

Скорость движения поверхностных течений наиболее высока в самом верхнем слое. Глубже она снижается. Глубинные воды движутся значительно медленнее, а скорость перемещения придонных вод 3 – 5 см/с. Скорости течений неодинаковы в разных районах океана.

По характеру движения течения бывают:

По характеру движения выделяют меандрирующие, прямолинейные, циклонические и антициклонические течения. Меандрирующими называют течения, которые движутся не прямолинейно, а образуют горизонтальные волнообразные изгибы – меандры. Вследствие неустойчивости потока меандры могут отделяться от течения и образовывать самостоятельно существующие вихри. Прямолинейные течения характеризуются перемещением воды по относительно прямым линиям. Круговые течения образуют замкнутые окружности. Если движение в них направлено против часовой стрелки, то это – циклонические течения, а если по часовой стрелке– то антициклонические (для северного полушария).

По характеру физико-химических свойств различают теплые, холодные, нейтральные, соленые и распресненные течения (подразделение течений по этим свойствам в известной степени условно). Для оценки указанной характеристики течения производится сопоставление его температуры (солености) с температурой (соленостью) окружающих его вод. Так, теплым (холодным) называется течение температура воды в котором выше (ниже) температуры окружающих вод.

Теплыми называются течения, у которых температура выше температуры окружающих вод, если она ниже течения называются холодными. Таким же образом определяются соленые и распресненные течения.

Теплые и холодные течения . Эти течения можно разделить на два класса. К первому классу относятся течения, температура воды которых соответствует температуре окружающих водных масс. Примерами таких течений являются теплые Северное и Южное пассатные течения и холодное течение Западных Ветров. Ко второму классу принадлежат течения, температура воды которых отличается от температуры окружающих водных масс. Примерами течений этого класса служат теплые течения Гольфстрим и Куросио, которые переносят теплые воды в более высокие широты, а также холодные Восточно-Гренландское и Лабрадорское течения, несущие холодные воды Арктического бассейна в более низкие широты.

Холодные течения, относящиеся ко второму классу, в зависимости от происхождения несомых ими холодных вод могут быть разделены: на течения, несущие холодные воды полярных районов в более низкие широты, такие как Восточно-Гренландское, Лабрадорское. Фолклендское и Курильское, и на течения более низких широт, такие как Перуанское и Канарское (низкая температура вод этих течений вызвана подъемом на поверхность холодных глубинных вод; но глубинные воды не такие холодные, как воды течений, идущих из более высоких широт в низкие).

Теплые течения, переносящие теплые водные массы в более высокие широты, действуют на западной стороне основных замкнутых циркуляции в обоих полушариях, тогда как на восточной их стороне действуют холодные течения.

На восточной стороне южной части Индийского океана не наблюдается подъем глубинных вод. Течения на западной стороне океанов по сравнению с окружающими водами на тех же широтах зимой относительно теплее, чем летом. Холодные течения, приходящие из более высоких широт, имеют особое значение для мореплавания, так как они переносят лед в более низкие широты и обусловливают в некоторых районах большую повторяемость туманов и плохой видимости.

В Мировом океане по характеру и скоростям можно выделить следующие группы течений. Основные характеристики морского течения: скорость и направление. Последнее определяется обратным способом по сравнению со способом направления ветра, т. е. в случае с течением указывается, куда течет вода, тогда как в случае с ветром указывается, откуда он дует. Вертикальные движения масс воды при исследовании морских течений обычно не учитываются, т. к. они не велики.

Не существует ни одного района в Мировом океане, где скорость течений не достигала бы 1 уз. Со скоростью 2–3 уз идут главным образом пассатные течения и теплые течения у восточных побережий материков. С такой скоростью идет Межпассатное противотечение, течения в северной части Индийского океана, в Восточно-Китайском и Южно-Китайском морях.

Вопросы типизации течений рассматривались многими авторами (Б. Д. Зайков (1955), А. В. Караушев (1969), Б. Б. Богословский (1960), Д. Хатчинсон (Hutchinson, 1957), Б. Дюссар (Dussart, 1954, 1966). Наиболее полно учитывают особенности течений в открытом водоеме и в прибрежной зоне типизации Б. Д. Зайкова и А. В. Караушева. Однако и эти типизации не отражают специфику их развития в искусственных водоемах. По мнению гидрологов Пермского государтсвенного университета более приемлема для водохранилищ типизации Т. Н. Филатовой (1972). В соответствии с этой типизацией течения внутренних водоемов подразделяются на две группы: течения наблюдаемые по всей акватории (в т.ч. и в прибрежной зоне) и течения развивающиеся только в прибрежной зоне. К первой группе относятся стоковые, проточные, ветровые, волновые, плотностные, барогра-диентные, сейшевые, внутриволновые и инерционные течения. К второй группе относятся вдольбереговые ветровые, компенсационные течения (Матарзин, Богословский, Мацкевич, 1977).

Стоковые течения возникаютв результате наклона водной поверхности при изменении соотношения основных элементов водного баланса — притока в водоем и стока из него.

Ветровые течения обусловлены действием касательного напряжения ветра. Разновидностью ветровых течений являются дрейфовые течения , возникшие непосредственно в результате действия ветра на поверхность воды и захвата водных масс приповерхностного слоя. Ветровые градиентные и вторичные ветровые течения наблюдаются на некоторой глубине и в поверхностном слое.

Волновые (стоксовы) течения — составная часть дрейфового течения — определяются поступательным перемещением вод, имеющим место при волнении (одновременно с движением частиц по орбитам). В чистом виде наблюдается в волнах зыби.

Плотностные (конвективные) течения возникают в результате неравномерного распределения плотности воды, что обусловлено в основном пространственным изменением ее температуры и минерализации. Неравномерность распределения водной массы при плотностных течениях восстанавливается компенсационными течениями.

Бароградиентные течения возникают в результате перекоса водной поверхности под воздействием резких перепадов атмосферного давления и носят компенсационный характер. Бароградиентные течения являются разновидностью сейшевых течений.

Сейшевые течения развиваются при сейшевых колебаниях поверхности водохранилищ, которые возникают при периодических воздейдействиях метеорологических элементов на водную поверхность водохранилищ (ветер, давление, а также сгонно-нагонных явлениях, при интенсивном выпадении атмосферных осадков). При сейшах происходят колебательные движения всей водной массы с периодическим изменением уклона.

Внутриволновые течения развиваются при формировании внутренних волн и наблюдаются на границе раздела вод различной плотности.

Инерционные течения имеют место после прекращения действия силы, вызвавшей перемещение водной массы. Частным случаем инерционных течений являются инерционные спиралеобразные течения . Их направление в значительной мере определяется действием силы Кориолиса.

К первой группе течений относятся также волновые — сточные течения, появление и развитие которых обусловлено неравномерной работой гидросооружений (гидроэлектростанций, шлюзов, водозаборов). Эти течения имеют локальное развитие и наблюдаются только в искусственных водоемах на участках работы этих гидротехнических сооружений.

Среди течений первой группы наибольшую повторяемость и значение имеют стоковые (проточные) и ветровые течения. По этому признаку Т. Н. Филатова (1969) их определяет как течения первого порядка , а все остальные виды течений объединяет как течения второго порядка .

Течения второй группы развиваются исключительно в прибрежной зоне. Они отличаются сложной структурой и на их развитие большое влияние оказывают конфигурация берега и рельеф дна. Наибольшее практическое значение имеют вдольбереговые ветровые течения. Они представляют разновидность ветровых течений, наблюдаемых в открытом водоеме. В результате трансформации волновой энергии при косом подходе волн к берегу образуются вдольбереговые волноприбойные течения, которые от­носятся к разряду энергетических. Частный случай волноприбойных представляют разрывные течения . В отличие от первых они возникают при нормальном подходе волн к берегу, в результате накопления масс воды в прибрежной зоне. Они компенсируют в виде отдельных сосредоточенных струй приток воды в волноприбойную зону и направлены всегда от берега в открытую часть водоема часто в виде «языков» насыщенных наносами.

Некоторые из рассмотренных разновидностей течений могут рассматриваться как компенсационные течения . По существу компенсационные течения представляют движение воды, возникающее при различном гидростатическом давлении на отдельных участках водоема и стремящееся восстановить его нарушенное состояние.

На практике редко наблюдаются течения только одного какого-нибудь вида. Как правило, несколько видов течений развиваются и действуют одновременно. В результате в определенных ситуациях образуются системы поверхностных и глубинных течений. В практике наблюдений такие течения называются суммарными . Обычно в отдельные сезоны отмечается преобладание определенных видов суммарных течений, которые действуют длительный период образуя циркуляционные схемы . При одновременном действии дву основных течений их называют их сочетанием (стоково-ветровые, плотностно-ветровые, стоково-волновые и др.

Суммарные течения — это течения со сложной структурой. Однако в водоемах возникает различная форма перемещения водных масс: прямолинейная, обратная, циркуляционная, круговая и др.

По устойчивости или изменчивости течения искусственных водоемов подразделяются на постоянные и временные. Постоянные течения наблюдаютсмя по всему водоему или на отдельных его участках. В случае устойчивого выдерживания генерального направления течения относят к квазипостоянным, или квазистационарным.

Большая часть течений, наблюдаемых в водохранилищах, относится к временным . В соответствии с изменчивостью основных характеристик (направление и скорость) все временные течения делятся на непериодические, периодические и течения с периодическими изменениями одной из характеристик.

К непериодическим относятся течения, возникающие и изменяющиеся в ходе развития, без определенной периодичности. Этот тип течений наблюдается преимущественно в результате непосредственного ветрового воздействия. К непериодическим относятся течения, скорость и направление которых регулярно изменяются через определенный промежуток времени. Повторяемость измене­ний течения может составлять от нескольких часов и минут до сезона или года.

Примером периодически действующих факторов могут служить регулярное уменьшение сброса через гидростанцию в ночные часы и выходные дни или ежегодные весенние половодья. Периодические течения могут формироваться и непериодическим действием силы. К таким течениям относится перемещение водной массы, наблюдаемое при сейшах и внутренних волнах.

В случаях, когда изменения, наблюдаемые в характеристиках течений, кратковременны и не имеют определенной закономерности, их следует называть квазипериодическими. Филатова Т. Н. (1970) относит к временным течениям, характеризующимся квазипериодичностью в направлении, инерционные спиралеобразные течения.

По положению (локализации ) течения разделяются в зависимости от их развития по акватории водоема (по всему водохранилищу или только в прибрежной зоне) и по глубине. Течения, распространяющиеся на поверхности с захватом небольшого слоя в глубину, относятся к поверхностным . Течения, наблюдающиеся в глубинных слоях и не выраженные на поверхности, называются глубинными . Течения, отмеченные только в непосредственной близости от дна водоема, называются придонными .

По характеру и форме движения течения подразделяются на прямолинейные и циркуляционные , В последнем случае перемещение водных масс происходит по замкнутым круговым или эллиптическим траекториям. В зависимости от направления различают циклональную (движение против часовой стрелки) и антициклональную циркуляции.-В зависимости от плоскости развития циркуляции различают горизонтальную и вертикальную циркуляции.

По физико-химическим свойствам выделяются холодные и теплые течения.

Среди рассмотренных типов течений наиболее часто встречаются стоковые и ветровые течения, или суммарные, т.е. производные от них.

Морские течения – о главном. Заголовки газет и журналов, а порой и сюжеты телевизионных передач пестрят и мелькают громкими словами о том, что человечество в очередной раз обрекло себя на погибель, поскольку своими действиями заставило исчезнуть одно из ключевых океанских течений .

Несмотря на то, что таких заявлений за последние десятилетия было выдвинуто немало, разительных изменений в климате по какой-то причине не наблюдается.

Находятся люди, которые верят, что в течение нескольких месяцев или лет наступит ледниковый период. Есть и те, кто не верит. Но что, если перед тем, как сразу делать вывод об оправданности таких смелых заявлений, разобраться в самом явлении океанских течений?

Некоторым может показаться странным сам факт того, что вода на нашей планете не стоит на месте, а непрерывно путешествует. Однако здесь все довольно просто: таким образом ее заставляет вести себя собственный состав.

В качестве простого примера можно привести тот факт, что соленая вода тяжелее пресной, а плотность различается в зависимости от температуры. Добавим к этому то, что в разных океанах соленость жидкости различается, а в различных климатических поясах солнце нагревает ее в различной степени и с различной скоростью.

Совокупность всех этих факторов и образуют такие феноменальные явления, как морские течения.

Течения, возникающие вследствие температурных и химических особенностей Мирового океана, называют термохалинными. Есть и такие, которые своим появлением обязаны географическим особенностям морского дна: в одном месте глубина больше, в другом меньше. Тем не менее, самые значительные факторы, влияющие на появление течений — это сила Кориолиса и ветер.

Морские течения Гольфстрим и сила Кориолиса

Одно из течений, которое можно отнести к ветровым — это довольно приличная по масштабам циркуляция воды, происходящая в северной части Атлантики. Там, на поверхности океана, вся вода передвигается крайне медленно — всего несколько сантиметров в секунду.

На первый взгляд, ничего особенного: с одной стороны (восточной) вода перемещается на юг, а с другой (западной) на север. Но ключевую роль здесь играет нечто другое.

Сила Кориолиса — это возникающая в результате вращения Земли инерционная сила. Она как бы «прижимает» течение к материку, где большое количество воды, двигающейся с небольшой скоростью, вдруг ускоряется до 2 метров в секунду.

Это течение называется западным пограничным течением, и возникает из-за резкого столкновения с материком. Так как воде больше некуда деваться, ее давление возрастает и она, выталкивая сама себя, следует вдоль берега, после чего и превращается в Гольфстрим.

Разумеется, несмотря на огромную энергию, что несет в себе это океанское течение, со временем его сила ослабевает. От него в процессе движения отделяются так называемые ринги, подобные ответвлениям у рек.

Их диаметр — приблизительно 200 километров, и в Северной Атлантике они хоть и проявляют динамику, но их число всегда больше десяти.

Надо сказать, они тоже играют свою роль в создании климатических условий.

К примеру, если один из таких рингов отправляется в южную сторону океана, то он привносит холодную воду в относительно теплую часть Атлантики. Если ринг отправляется на север, то несет теплую воду в более холодные области океана.

Морские течения и вихри

Неизменным попутчиком морских течений были и остаются вихри. Само по себе течение — это фронт, другими словами — жидкость, имеющая отличные от других участков океана характеристики. Этот фронт непрерывно меняет свое положение в океане, а рядом с ним образуются вихри, порой в диаметре достигая сотен километров.

В пример можно привести Гибралтарский пролив. Разумеется, вода в нем не стоит, как многие могут подумать, а постоянно движется. Более того, движется в двух направлениях — сверху жидкость входит в Средиземное море, а снизу, наоборот, покидает огромный водоем.

Почему именно так? Ответ достаточно прост: в океане вода менее соленая, нежели в Средиземном море. Чем соленее вода, тем тяжелее она, а чем тяжелее, тем ниже опускается.

И в этой ситуации возникает вихрь, вопреки тому, что есть все нужные условия для возникновения течения по градиенту давлений.

Но сила Кориолиса не позволяет этому случиться, и, компенсируя перепад гидростатических давлений, заставляет воду из-за сложившихся условий вырваться из глубин в перпендикулярном дну направлении. Таким образом возникает чудовищных размеров вихрь, в диаметре достигающий около 100 километров.

Еще один интересный пример, который на протяжении долгого времени не получалось объяснить ученым — это Агульясское течение. Оно движется вдоль восточного берега Африки в южную сторону, и, достигая конца материка, поворачивает обратно в Индийский океан.

В том месте, где вода меняет свое направление, рядом с течением образуются вихри, направленные в Атлантический океан. На протяжении трех лет каждый из этих вихрей путешествует через океан, после чего, оказавшись у берегов Южной Америки, теряется в мощных прибрежных течениях.

Сами по себе эти вихри представляют из себя удивительное явление. Их диаметр значительно превышает их толщину, и в сущности они являются образованиями, которые выглядят как водные диски, вращающиеся на поверхности океана.

На протяжении долгого времени ученые не могли разгадать этой загадки, ведь по законам физики эти диски должны были распасться, столкнувшись с менее подвижной жидкостью.

Но, как оказалось, еще находясь в Агульясском течении, эти вихри вращаются подобно твердым телам. Только благодаря тому, что характеристики воды в Индийском океане отличаются от характеристик воды в Атлантическом, эти уникальные образования успешно путешествуют с одного конца света на другой.

Может быть, а может и не быть

То, что происходит с водой в океане, в частности — поведение вихрей, живое подтверждение слов о том, что Мировой океан своими «трюками» способен удивить практически любого человека. Отдельного внимания заслуживают экваториальные течения, где сила Кориолиса не оказывает почти никакого действия.

Однако невероятно важную роль играет Антарктическое круговое течение. Это единственное течение на нашей планете, которое проходит через все меридианы и единственное течение, которое можно назвать абсолютно замкнутым. Его еще называют «течением Западных Ветров».

Самые мощные морские течения, впрочем, находятся на западе Атлантического океана. Гольфстрим в Атлантике на пару с Куросио в Тихом океане в буквальном смысле решают, где будет холодно, а где — тепло.

Благоприятным климатическим условиям в одном регионе и неблагоприятным в другом материки обязаны именно им. И говорить об исчезновении Гольфстрима, учитывая расположение суши относительно океанов, крайне трудно.

Если же представить, что Гольфстрим видоизменится и удлинится ближе к Европе, то там станет теплее, в то время как Россия рискует немного «примерзнуть» к Арктике. В противном случае — трудно сказать, что именно произойдет.

Вероятнее всего, Великобританию ожидает серьезное похолодание, а вот в Северном Ледовитом океане льда больше не будет, после чего он включится в общую систему обмена энергией между океанами и атмосферой.

Впоследствии возникнут новые потоки воздуха, а те, в свою очередь, создадут новые иорские течения. И что случится с климатом на Земле в итоге — точно сказать невозможно.

Однако, возвращаясь к основному вопросу о том, возможно ли это вообще, можно лишь исходить из того, что единственную опасность на данный момент представляет из себя лед вокруг Гренландии.

Медленно, но уверенно ледники Гренландии продолжают таять, постепенно повышая уровень Мирового океана. Однако до сих пор нет ни одного повода полагать, что в ближайшем времени стоит ожидать катастрофы.

Что будет потом? Как уже было отмечено, точно сказать нельзя. Многие, впрочем, пытаются. И, исходя из тех расчетов, которые были предоставлены, по одной версии океан на Земле испарится от невероятной жары, по другой — экватор покроется метровой коркой льда.

Поэтому относиться серьезно к таким сценариям не стоит. Земля — это саморегулирующаяся система, которая способна поддерживать жизнь миллионами лет, чем она и занималась все это время.

Если говорить о том, что официальная наука думает об исчезновении Гольфстрима или любом другом кардинальном изменении в Мировом океане, то все современные публикации и приведенные в них факты говорят о том, что этого не произойдет. Та система, которая образовалась на Земле, приобрела слишком большую устойчивость, чтобы в мгновение ока измениться до неузнаваемости.

Как исследуют морские течения

Чтобы изучать океанские течение, еще в конце прошлого столетия были разработаны устройства, представляющие из себя буи, называющиеся ARGO. Они расположены вдоль всех основных границ Мирового океана.

Расстояние между каждым буем — приблизительно 300 километров. Сперва планировалось, что их общее число будет равно трем тысячам, но этой отметки удалось достичь еще в 2007 году, и их число все еще увеличивается. Буи ARGO проводят замеры электропроводимости воды, ее оптические характеристики и плотность.

Основное функциональное назначение этих «поплавков» заключается в том, чтобы погружаться на разные глубины для сбора данных о воде и про морские течения. Это возможно благодаря изменению объема буя. Внутри него находится гибкий резервуар в виде резинового мешка, куда для погружения закачивается вода, и буй скрывается в глубине океана.

Большую часть времени аппарат под водой, работая циклами по 10 дней. Всплывая в конце этого периода лишь на один день, чтобы отправить на спутник всю собранную информацию, он сразу же приступает к новому циклу, изучая морские течения.

На это все, удачи вам!

Морские течения видео

Океанское течение

---

2

Повышение устойчивости снижает продуктивность океана и уменьшает отложение углерода

28 сентября 2020 г. — По мере того, как земной шар нагревается, атмосфера становится более нестабильной, но океаны становятся более стабильными, согласно международной группе ученых-климатологов, которые говорят, что повышение стабильности …

---

Поглощение углерода океаном сильно недооценено

Сен.4 февраля 2020 г. — Мировой океан поглощает больше углерода, чем предполагает большинство научных моделей, согласно новому …

---

Новое течение, переносящее воду к крупному «водопаду», обнаруженному в глубоком океане

29 июля 2020 г. — Международная группа обнаружила ранее неизвестное океаническое течение, которое переносит воду к одному из крупнейших в мире «водопадов» в северной части Атлантического океана: берегу Фарерских островов …

---

Морской лед удерживал кислород от проникновения в глубокий океан во время последнего ледникового периода

Февраль2, 2021 — Обширный морской лед покрыл мировые океаны во время последнего ледникового периода, что препятствовало проникновению кислорода в глубоководные воды океана, усложняя взаимосвязь между кислородом и …

---

Выявлены дополнительные факторы деоксигенации океана

11 июня 2018 г. — Измерения и модельные расчеты в равной степени показывают, что запасы кислорода в океанах сокращаются. Однако модели значительно недооценивают это снижение, делая прогнозы…

---

Ученые предлагают дорожную карту для улучшения наблюдений за окружающей средой в Индийском океане

15 января 2021 г. — Группа из более чем 60 ученых представила рекомендации по совершенствованию Системы наблюдений в Индийском океане (IndOOS), бассейновой системы мониторинга для лучшего понимания воздействия антропогенных …

---

Североатлантическое течение может временно прекратиться в следующем столетии

30 декабря 2019 г. — Североатлантическое течение переносит теплую воду из Мексиканского залива в Европу, обеспечивая большую часть северо-западной Европы относительно мягким климатом.Однако ученые подозревают, что …

---

Виртуальные контактные линзы для радарных спутников

16 апреля 2018 г. — радарные спутники предоставляют данные, используемые для картографирования уровня моря и океанских течений. Однако до сих пор «глаза» радара были слепы там, где океаны покрыты льдом. Исследователи …

---

Жизнь на дне Северного Ледовитого океана со строгостью и в деталях

17 октября 2018 г. — В ходе обширного и тщательного изучения жизни животных на дне центральной части Северного Ледовитого океана исследователи показали, что глубина воды и доступность пищи влияют на видовой состав, плотность и…

---

Понимание долгосрочных тенденций в слоях океана

30 января 2020 г. — Геофизики и физики-климатологи изучают, как стратификация верхнего слоя океана изменилась за период 60 …

.

---

течений, круговоротов и вихрей — Океанографическое учреждение Вудс-Хоул

Что такое течения, круговороты и вихри?

Даже в самые тихие дни океаны Земли постоянно находятся в движении.На поверхности и под землей течения, водовороты и водовороты играют решающую роль в физическом формировании побережья и дна океана; в транспортировке и смешивании энергии, химикатов и других материалов в океанских бассейнах и между ними; и в поддержании бесчисленных растений и животных, жизнь которых зависит от океанов, включая людей.

Эти элементы являются важными компонентами глобальной океанической циркуляции Земли, которые перемещают воду в основном горизонтально. Их воздействие также может распространяться на многие мили, в некоторых местах достигая дна океана.

Течения представляют собой связанные потоки воды, движущиеся через океан, и включают как протяженные, постоянные объекты, такие как Гольфстрим, так и более мелкие эпизодические потоки как в прибрежных водах, так и в открытом океане. Они формируются в основном ветром, дующим через поверхность океана, и различиями в температуре, плотности и давлении воды и управляются вращением Земли, а также расположением континентов и топографией дна океана.

Круговоротов представляют собой спиралевидные круги диаметром в тысячи миль, окруженные большими постоянными океанскими течениями.

Вихри — это временные петли закрученной воды меньшего размера, которые могут перемещаться на большие расстояния, прежде чем рассеяться.

Ветер, течения и Кориолис

Ветер — это основная сила, которая создает и перемещает поверхностные токи; Вращение Земли играет важную роль в управлении движением воды.Устойчивые субтропические системы высокого давления с центром примерно на 30 градусах северной и южной широты создают модели сильных ветров, известных как торговые и западные ветры. Трение между воздухом и водой приводит в движение морскую поверхность. Когда этот самый верхний слой воды движется, он тянет воду непосредственно под собой, что, в свою очередь, тянет за собой слой воды под ним, создавая начало океанского течения.

Однако результирующее движение не соответствует ветру. Вращение Земли вызывает видимую силу, известную как эффект Кориолиса, которая отклоняет прямолинейное движение по поверхности примерно на 45 градусов вправо в Северном полушарии и на 45 градусов влево в Южном полушарии.Кроме того, каждый последующий слой воды слегка отклоняется от движения предыдущего, как разложенная колода карт. Это формирует явление, называемое спиралью Экмана, которое впервые было описано шведским математиком Вагном Вальфридом Экманом в 1905 году, но только в конце 1980-х группа из WHOI впервые наблюдала его в открытом океане.

Кругов

Чистое ветровое движение воды, известное как транспорт Экмана, создает в каждом океаническом бассейне выпуклость, которая на целых три фута (один метр) выше среднего глобального уровня моря.Сила тяжести, притягивающая эту большую массу воды, создает градиент давления, аналогичный градиенту давления в системе с высоким атмосферным давлением, что, в свою очередь, приводит к стабильной вращающейся массе воды.

Пять постоянных субтропических круговоротов можно найти в основных океанских бассейнах — по два в Атлантическом и Тихом океанах и один в Индийском океане, вращающихся по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки в Южном. Меньшие круговороты против часовой стрелки с центром примерно на 60 градусах северной широты создаются преобладающими ветрами вокруг постоянных субарктических систем низкого давления.Другой субполярный круговорот, единственный из которых сосредоточен на суше, окружает Антарктиду, движимый почти постоянными западными ветрами, которые дуют над Южным океаном, не встречая препятствий с суши.

Граничные токи

Субтропические круговороты окружены четырьмя связанными течениями: двумя пограничными течениями, ориентированными примерно с севера на юг на их восточных и западных краях, и двумя потоками с востока на запад на северной и южной сторонах круговорота. Расположение суши Земли и вращение планеты приводят к тому, что граничные течения становятся самыми узкими и самыми глубокими на западном краю субтропических круговоротов.Западные пограничные течения также являются одними из самых быстрых океанских течений без приливов на Земле, они достигают скорости более пяти миль в час (2,5 метра в секунду) и в 100 раз превышают суммарный поток мировых рек. Эти течения включают Гольфстрим в Северной Атлантике, Куросио в северной части Тихого океана и Агульяс в Индийском океане.

По мере того, как эти теплые западные пограничные течения замедляются и распространяются, они поворачивают на восток, образуя самые полярные течения связанного с ними круговорота.На севере они также действуют как южная граница субполярных круговоротов, обеспечивая водообмен между субтропиками и Арктикой. На юге Антарктическое циркумполярное течение аналогичным образом соединяется с южными субтропическими круговоротами.

Более холодные восточные пограничные течения, текущие из высоких широт к экватору, являются самыми медленными и наиболее диффузными потоками вокруг круговорота. Достигнув экватора, они поворачивают на запад и набирают скорость, движимые пассатом и жарой тропического солнца.

Эдди

Вихри относительно небольшие, содержат карманы движущейся воды, которые отрываются от основной части течения и перемещаются независимо от своего родителя. Они могут образовываться практически в любой части течения, но особенно ярко выражены в западных пограничных течениях.

Как только быстро движущиеся потоки покидают ограничивающее влияние суши, они становятся нестабильными и, как пожарный шланг, который никто не держит, начинают изгибаться и изгибаться. Если течение становится настолько сильно изгибающимся, что удваивается сам по себе, эта часть потока может «защемить» и отделиться от основной части течения, как изгиб старицы в реке.Эти закрученные элементы могут принимать форму вихрей с теплым ядром (массы теплой воды, переходящие в более холодные океанские воды) или холодного ядра (массы холодной воды в теплой) и могут перемещаться в течение нескольких месяцев через сотни или тысячи миль открытого океана.

Вихри также образуются посреди океана, вдали от пограничных течений. Их генезис является результатом процесса нестабильности, в котором крупномасштабные средние потоки постоянно распадаются на более мелкие элементы. Атмосфера ведет себя примерно так же: энергия вкладывается в систему в планетарном масштабе (тепло на экваторе и холодно на полюсах), что создает крупномасштабный поток, порождающий штормы и фронты, которые мы называем погодой.В этом смысле океанские водовороты аналогичны атмосферной погоде, хотя их пространственные масштабы меньше, а временные масштабы длиннее из-за различий между воздухом и водой.

Течения, круговороты и водовороты переносят воду и тепло на большие расстояния и способствуют крупномасштабному перемешиванию океана. В процессе они также переносят питательные вещества, соль и другие химические вещества и помогают регулировать погоду, климат и морские экосистемы на планете.

Сильные течения и водовороты также влияют на маршруты судоходства и, как известно, наносят ущерб нефтяным платформам.Сильные морские течения и более слабые прибрежные течения формируют сушу, способствуя эрозии пляжей и перемещению барьерных островов. Рыболовные флоты ищут информацию о том, как и где происходят эти явления, а также о том, как они могут измениться, чтобы найти косяки рыб, береговая охрана для реагирования на аварийно-спасательные операции или разливы нефти, а также лица, определяющие политику, для оказания помощи. формулировать планы сохранения морской среды.

Погода и климат

Одна из важнейших ролей океанических течений — это управление погодой и климатом Земли.Западные пограничные течения, такие как Гольфстрим, переносят большое количество тепла от тропических вод на север. Этот поток является частью термохалинной циркуляции или океанского конвейера и помогает распределять тепло по планете. Это, в свою очередь, влияет на характер ветра, температуру воздуха и осадки как на местном, так и на глобальном уровне.

Недавние исследования показали, что западные пограничные течения несколько сместились в течение десятилетий, что привело к изменениям в ветре, температуре и осадках по всему земному шару, которые чаще всего связаны с Эль-Ниньо и другими колебаниями океана.Океанологи пытаются ответить на один важный вопрос: как небольшие изменения в расположении, температуре, скорости и объеме течений могут привести к большим или резким изменениям долгосрочного климата Земли. Выявление природных и антропогенных факторов, которые могут изменить или нарушить естественную функцию океанских течений, также является важной частью понимания и прогнозирования будущих изменений климата.

Морская жизнь

Течения имеют решающее значение для морской флоры и фауны. Холодная вода содержит большое количество питательных веществ, которые питают основу пищевой цепочки.Те места, где холодная вода смешивается с теплой водой с низким содержанием питательных веществ, часто содержат высокие уровни биомассы (живых существ), а также высокую степень биоразнообразия (различные виды). Многие теплые водные животные, которые предпочитают эти пограничные зоны, такие как тунец, рыба-меч и кальмары, являются особенно важными коммерческими ресурсами, поэтому понимание того, как и где смешиваются воды океана, дает рыболовным флотам возможность находить косяки и минимизировать время пребывания в море. Он также дает морским биологам информацию, необходимую им для управления рыболовством или защиты исчезающих видов.

Круговоротные течения также заставляют плавающие обломки медленно дрейфовать к центру океана, образуя большие участки плавающего мусора. Это может представлять опасность для морской жизни и, поскольку химические вещества из пластмасс попадают в пищевую цепочку, вызывать беспокойство и у людей.

Физические процессы

Течения формируют побережье так, что это может быть очевидно для человека, стоящего на берегу. Они также физически формируют океанические бассейны гораздо более тонкими способами, но не менее важными для океанографов.Подобно тому, как у медленно движущейся реки будет илистое дно, а у быстро движущегося потока — каменистое дно, океанские течения переносят и откладывают материал на дне океана определенным образом. Понимая взаимосвязь между размером, составом и распределением частиц, обнаруженных на дне, с движением водяного столба выше, ученые, изучающие длинные ядра океанических отложений, могут сказать, как течения менялись или перемещались с течением времени. Это, в свою очередь, помогает объяснить, как такие факторы, как пресная вода в результате таяния льда или изменения глобального характера ветра, могут привести к крупномасштабным изменениям циркуляции океана или климата в будущем.

Круговорот Северного Ледовитого океана: на вершине мира

Aagaard, K., The Beaufort Подводное течение, Аляскинский Бофорт Море: экосистемы и окружающая среда , под редакцией П.В. Барнс, Д. Шелл и Э. Reimnitz, стр. 47-71 Орландо, Флорида: Academic Press, Inc., 1984.

Aagaard, K., Синтез Арктики Циркуляция океана, Rapp. П.-В. Reun. Минусы. Int. Explor. Mer. 188 , 11-22 (1989).

Аагаард, К., и Э. К. Кармак, Роль морского льда и других пресных вод в циркуляции Арктики, J. Geophys. Res. 94 , 14485-14498 (1989).

Aagaard, K., L.K. Coachman, and Э. Кармак, О галоклине Северного Ледовитого океана, Deep-Sea Res., Часть A 28 , 529-545 (1981).

Aagaard, K., R. Andersen, J. Свифт и Дж. Джонсон, Большой водоворот в центральной части Северного Ледовитого океана, Geophys. Res. Lett. 35 , L09601 (2008).doi: 10.1029 / 2008GL033461.

ACIA, Оценка воздействия на климат в Арктике, , 1042 стр., Cambridge University Press, 2004.

Beszczynska-Möller, A., R.A. Вудгейт, К. Ли, Х. Меллинг и М. Керхер, Синтез обменов через главные океанические ворота в Северный Ледовитый океан, Oceanography 24 , 82-99 (2011). doi: 10.5670 / oceanog.2011.59.

Carmack, E.C., K. Aagaard, J. Х. Свифт, Р. Г. Перкин, Ф. Маклафлин, Р. В. Макдональд и Э.П. Джонс (1998), Термохалинные переходы, в Physical Процессы в озерах и океанах, побережье. Estuar. Stud. 54 , под редакцией Дж. Имбергера, стр. 179-186, AGU, Вашингтон, округ Колумбия

Д’Азаро, Э.А., Наблюдения за небольшие водовороты в море Бофорта, J. Geophys. Res. 93 , 6669-6684 (1988).

Дмитренко И.А., и др. ., Сезонная модификация Промежуточный слой воды Северного Ледовитого океана у восточной части Лаптева Обрыв континентального шельфа моря, J.Geophys. Res. 114 , C06010 (2009 г.). DOI: 10.1029 / 2008JC005229.

Fahrbach, E., J. Meincke, S. Остерхус, Дж. Рохардт, У. Шауэр, В. Тверберг и Дж. Вердуин, Директ измерения объемов транспорта через пролив Фрама, Polar Res. 20 , 217-224 (2001).

Э. Фальк, Г. Каттнер и Г. Budeus, Исчезновение воды Тихого океана в северо-западной части пролива Фрама, Geophys. Res. Lett. 32 , L14619 (2005). doi: 10.1029 / 2005GL023400.

Холлоуэй, Г., и З. Ван, Представление вихревого напряжения в модели Северного Ледовитого океана, J. Geophys. Res. 114 , C06020 (2009). DOI: 10.1029 / 2008jc005169.

Джексон, Дж. М., Э. К. Кармак, Ф. А. Маклафлин, С. Э. Аллен и Р. Г. Инграм, Идентификация, характеризации, а также изменение максимума приповерхностной температуры в Канадский бассейн, 1993–2008 гг., J. Geophys. Res. 115 , (2010). doi: 10.1029 / 2009JC005265.

Якобссон М., Гипсометрия и объем Северного Ледовитого океана и его составляющие моря, Геохим. Geophys. Геосист. 3 , (2002). doi: 10.1029 / 2001GC000302.

Якобссон, М., К. Норман, Дж. Вудвард, Р. Макнаб, Б. Коукли, Новая сетка средств измерения арктической батиметрии ученые и картографы, Eos Trans. , г. 81 (9), 89, 93, 96 (2000).

Джонс, Э. П., Обращение в Северный Ледовитый океан, Polar Res. , 20, (2), 139-146 (2001).

Джонс, Э. П., Л. Г. Андерсон, и Дж. Х. Свифт. Распространение атлантических и тихоокеанских вод в верхней части Арктики. Океан: значение для циркуляции, Geophys. Res. Lett. 25 , 765-768 (1998).

Джонс, Э. П., Дж. Х. Свифт, Л. Г. Андерсон, М. Липайзер, Г. Чивитарезе, К. К. Фолкнер, Г. Каттнер и Ф. Маклафлин, Трассировка тихоокеанских вод в северной части Атлантического океана, J. Geophys. Res. 108 , 13-11 (2003). DOI: 10.1029 / 2001JC001141

Керхер, М., Ф. Каукер, Р. Гердес, Э. Хунке, Дж. Чжан, О динамике циркуляции атлантических вод. в Северном Ледовитом океане, J. Geophys. Res. 112 , C04S02 (2007). DOI: 10.1029 / 2006JC003630.

Киллуорт, П. Д., Ан эквивалентно-баротропный режим в модели Антарктики с высоким разрешением, J. Phys. Oceanogr. 22 , 1379-1387 (1992). DOI: 10.1175 / 1520-0485 (1992).

Квок Р. и Д. А. Ротрок, Уменьшение толщины арктического морского льда по данным подводных лодок и ICESat: 1958-2008, Геофиз.Res. Lett. 36 , L15501 (2009). doi: 10.1029 / 2009GL039035.

Льюис, Э. Л., Практический Шкала солености 1978 г. и ее предшественники, IEEE Журнал океанической инженерии OE-5 , 3-8 (1980).

Лозье, М.С., Разборка конвейерная лента, Science 328 , 1507-1511 (2010). doi: 10.1126 / science.1189250

Маклафлин, Ф., Кармак Э., Р. Макдональд, А. Дж. Уивер и Дж. Смит, Канадский бассейн, 1989–1995 гг .: вверх по течению события и эффекты в дальней зоне Баренцева моря, J.Geophys. Res. 107 , (2002). DOI: 10.1029 / 2001JC000904.

Маклафлин, Ф. А., Э. К. Кармак, Р. В. Макдональд, Дж. К. Б. Бишоп, Физические и геохимические свойства через фронт атлантического / тихоокеанского водного массива в южном канадском бассейне, J. Geophys. Res. 101 , 1183-1197 (1996).

Маклафлин, Ф.А., Э.С. Кармак, У. Дж. Уильямс, С. Циммерманн, К. Шимада, М. Ито, Совместные эффекты пограничных течений и термохалинных вторжений на потепление Атлантического океана. вода в канадском бассейне, 1993-2007 гг., Дж.Geophys. Res. 114 , C00A12 (2009). DOI: 10.1029 / 2008JC005001.

Меллинг, Х., К. К. Фолкнер, Р. А. Вудгейт, С. Принсенберг, А. Мюнчоу, Д. Гринберг, Т. Агнью, Р. Самельсон, К. Ли и Б. Петри, Пресноводные потоки через Тихий океан и Арктику. Канадский полярный шельф, Арктика-Субарктика Потоки океана: определение роли северных морей в климате , под редакцией, Спрингер-Верлаг (2008).

Menard, H. W., and S. M. Smith, Гипсометрия провинций океанических бассейнов, J.Geophys. Res. 71 , 4305-4325 (1966).

Назаренко Л., Холлоуэй Г. и Н. Тауснев, Динамика переноса «атлантической подписи» в Арктике. Ocean, J. Geophys. Res. 103 , 31003-31015 (1998).

Ньютон, Дж. Л. и Л. К. Коучмен, Атлантическая циркуляция воды в Канаде Бассейн, Арктика 27 , 297-303 (1974).

Ньютон, Дж. Л. и Б. Дж. Сотирин, Граничное подводное течение и изменения водной массы в море Линкольна, J.Geophys. Res. 102 , 3393-3403 (1997). DOI: 10.1029 / 96JC03441.

Нгием, С.В., И.Г. Ригор, Д. К. Перович, П. Клементе-Колон, Дж. У. Уэтерли и Г. Нойман, Rapid сокращение арктического многолетнего морского льда, Geophys. Res. Lett. 34 , L17501 (2007). DOI: 10.1029 / 2006GL027198.

Николопулос А., Р. С. Пикарт, П. С. Фратантони, К. Шимада, Д. Дж. Торрес и Э. П. Джонс, The западное пограничное течение Арктики на 152 градусах з.д.: структура, изменчивость и транспорт, Deep-Sea Res.Часть II-Вверх. Stud. Oceanogr. 56 , 1164-1181 (2009). DOI: 10.1016 / j.dsr2.2008.10.014.

Ност, О. А., и П. Э. Исаксен, Крупномасштабная средневременная циркуляция океана в Северных морях и Северном Ледовитом океане по упрощенной динамике, Дж. Mar Res. 61 , 175-210 (2003).

Плюддеманн, А. Дж., Р. Кришфилд, Т. Такидзава, К. Хатакеяма и С. Хондзё, Скорости в верхних слоях океана в круговорот Бофорта, Geophys. Res. Lett. 25 , 183–186 (1998).

Поляков И.В., и др. ., Еще один шаг к более теплой Арктике, Geophys. Res. Lett. 32 , (2005). DOI: 10.1029 / 2005GL023740.

Quadfasel, D., A. Sy, and B. Рудельс, Корабль возможностей, раздел к Северному полюсу: верхний океан наблюдения за температурой, Deep-Sea Res., Часть I 40 , 777-789 (1993).

Рейнвилл, Л., К.М. Ли и Р. А. Вудгейт, Воздействие ветрового перемешивания в Северном Ледовитом океане, Oceanography 24 , (2011).136-145, DOI: 10.5670 / oceanog.2011.65.

Ригор, И. Г., Дж. М. Уоллес, и Р. Л. Колони, Реакция морского льда на арктическое колебание, J. Climate , 15 (18), 2648-2663 (2002).

Рудельс, Б., и Х. Фридрих, Трансформации атлантических вод в Северном Ледовитом океане и их значение для бюджета пресной воды, в г. Бюджет пресной воды Северного Ледовитого океана , под редакцией Л.Л. Льюиса, Э.П. Джонс, П. Лемке, Т.Д. Проуз и П. Вадхамс, стр.503-532. Нидерланды: Kluwer Academic Издательство, 2000.

Рудельс, Б., Л. Г. Андерсон и Э. П. Джонс, Формирование и эволюция поверхностного смешанного слоя и галоклина Северного Ледовитого океана, J. Geophys. Res. , 101 (C4), 8807-8821 (1996).

Рудельс, Б., Х. Дж. Фридрих, и Д. Квадфасел, Арктическое циркумполярное пограничное течение, Deep-Sea Res., Часть II , 46 (6-7), 1023-1062 (1999).

Рудельс, Б., Э. П. Джонс, Л.ГРАММ. Андерсон, Г. Каттнер, О водах средней глубины Северного Ледовитого океана. in Полярные океаны и их роль в формирование глобальной окружающей среды , под редакцией О. М. Йоханнесена, Р. Д. Мюнха и Дж. Э. Оверленд, стр. 33-46, AGU, Вашингтон, округ Колумбия (1994).

Рудельс, Б., Р. Д. Мюнх, Дж. Ганн, У. Шауэр, Х. Дж. Фридрих, Эволюция Арктики. Океанское пограничное течение к северу от сибирских шельфов, J. Mar. Sys. , 25 (1), 77-99 (2000a).

Рудельс, Б., Р. Мейер, Э. Фарбах, В. В. Иванов, С. Остерхус, Д. Квадфазель, У. Шауэр, В. Тверберг и Р. А. Вудгейт, Распределение водных масс в проливе Фрама и над Ермаком Плато летом 1997 г., Ann. Geophys.-Atmos. Hydrospheres Space Sci. , 18 (6), 687-705 (2000b).

Шауэр, У., Х. Лоенг, Б. Рудельс, В. К. Ожигин, В. Дик, Атлантический поток воды через Баренцево море. и Карское море, Deep-Sea Res., Часть I , 49 (12), 2281-2298 (2002a).

Шауэр, У., Б. Рудельс, Э. П. Джонс, Л. Г. Андерсон, Р. Д. Мюнх, Г. Бьорк, Дж. Х. Свифт, В. Иванов и А. М. Ларссон, Слияние и перераспределение атлантических вод в Нансене, Бассейны Амундсена и Макарова, Ann. Geophys. , 20, (2), 257-273 (2002b).

Серрез, М. К., А. П. Барретт, А. Г. Слейтер, Р. А. Вудгейт, К. Агард, Р. Б. Ламмерс, М. Стил, Р. Мориц, М. Мередит, К. М. Ли, Крупномасштабный цикл пресной воды в Арктике, J.Geophys. Res. , 111 , C11010 (2006). DOI: 10.1029 / 2005JC003424.

Шимада, К., Э. К. Кармак, К. Хатакеяма, Т. Такидзава, Разновидности мелководных температур максимума вод в западная часть Канадского бассейна Северного Ледовитого океана, Geophys. Res. Lett. , 28 (18), 3441-3444 (2001).

Шимада, К., Ф. Маклафлин, Э. Кармак, Прошутинский А., Нишино С., Ито М. Проникновение теплых 90-х годов. температурная аномалия атлантических вод в Канадской котловине, Geophys.Res. Lett. , 31 (20) (2004). DOI: 10.1029 / 2004GL020860.

Смети, В. М., младший, П. Шлоссер, Г. Бониш и Т. С. Хопкинс, Возобновление и распространение промежуточные воды в Канадском бассейне, наблюдаемые на SCICEX 96 cruise, J. Geophys. Res. , 105 (C1), 1105-1121 (2000).

Смит, Дж. Н., К. М. Эллис и Т. Бойд, Особенности кровообращения в центральной части Северного Ледовитого океана, выявленные ядерными исследованиями. трассеры переработки топлива из Scientific Ice Expeditions 1995 и 1996, J.Geophys. Res. , , 104, (C12), 29663-29677 (1999).

Стил М. и Т. Бойд, Отступление холодного слоя галоклина в Северном Ледовитом океане, J. Geophys. Res. , 103 (C5), 10419-10435 (1998). DOI: 10.1029 / 98JC00580.

Стил, М., Дж. Морисон, У. Эрмольд, И. Ригор, М. Ортмейер, К. Шимада, Круговорот в летнем Тихом океане. галоклиновые воды Северного Ледовитого океана, J. Geophys. Res. , 109 (C2), C02027 (2004). DOI: 10.1029 / 2003JC002009.

Стров, Дж., М. М. Холланд, В. Мейер, Т. Скамбос и М. Серрез, Сокращение морского льда в Арктике: Быстрее прогноза, Geophys. Res. Lett. , г. 34 (9) (2007). doi: 10.1029 / 2007GL029703.

Свифт, Дж. Х., К. Аагаард, Л. Тимохов, Э.Г. Никифоров, Многолетняя изменчивость Арктики. Воды океана: данные повторного анализа данных EWG набор, J. Geophys. Res. , 110 (C3) (2005). doi: 10.1029 / 2004JC002312.

Свифт, Дж.Х., Э. П. Джонс, К. Аагаард, Э.К. Кармак, М. Хингстон, Р. У. Макдональд, Ф. А. Маклафлин и Р. Перкин Г. Воды бассейнов Макарова и Канады, Deep-Sea Res., Часть II , 44 (8), 1503-1529 (1997).

Томпсон, Д. У. Дж. И Дж. М. Уоллес, сигнатура арктического колебания в зимней геопотенциальной высоте и температурные поля, Geophys. Res. Lett. , г. 25 (9), 1297-1300 (1998). doi: 10.1029 / 98GL00950.

Тиммерманс, М.-Л., К. Гарретт, и Э. Кармак, Термохалинная структура и эволюция глубинных вод в Канадский бассейн, Северный Ледовитый океан, Deep-Sea Res., Часть I , 50 (10-11), 1305-1321 (2003).

Тиммерманс, М. Л., Дж. Тул, А. Прошутинский, Р. Кришфилд, А. Плюддеманн, Вихри в Канадской котловине. Северный Ледовитый океан, наблюдения с привязанных ко льду профилографов, J. Phys. Oceanogr. , 38 (1), 133-145 (2008). DOI: 10.1175 / 2007JPO3782.1

Tremblay, J.Э., Я. Граттон, Э. К. Кармак, К. Д. Пейн и Н. М. Прайс, Влияние крупномасштабной Арктики циркуляция и Полынья Северной воды по запасам питательных веществ в Баффинова заливе, J. Geophys. Res. , 107 (C8) (2002). DOI: 10,1029 / 2000JC00,595.

Walsh, J. J., et al. ., Цикл углерода и азота в Беринговом / Чукотском морях: регионы источников органических веществ, влияющих на АОУ потребности Северного Ледовитого океана, Прог. Oceanogr. , 22, (4), 277-259 (1989).DOI: 10.1016 / 0079-661 (89)

-2.

Woodgate, R.A., K. Aagaard, и Т. Дж. Вайнгартнер, Месячная изменчивость температуры, солености и переноса. протока Берингова пролива, Geophys. Res. Lett. , 32 (4), L04601 (2005a). DOI: 10.1029 / 2004GL021880.

Woodgate, R.A., K. Aagaard, и Т. Дж. Вайнгартнер, Год в физической океанографии Чукотского моря: пришвартованные измерения с осени 1990-1991, Deep-Sea Res., Часть II , 52 (24-26), 3116-3149 (2005b).doi: 10.1016 / j.dsr2.2005.10.016.

Woodgate, R.A., K. Aagaard, и Т. Дж. Вайнгартнер, Межгодовые изменения потоков в Беринговом проливе. Объем, тепло и пресная вода с 1991 по 2004 год, Geophys. Res. Lett. , 33 , L15609 (2006). DOI: 10.1029 / 2006GL026931.

Вудгейт, Р. А., Т. Дж. Weingartner, R. W. Lindsay, Тепловой поток в океане в Беринговом проливе 2007 г. и аномальное отступление арктического морского льда, Geophys. Res. Lett. , 37 , L01602 (2010).DOI: 10.1029 / 2009GL041621.

Вудгейт, Р. А., Т. Дж. Вайнгартнер, Р. Линдси, Наблюдаемое увеличение океанических потоков в Беринговом проливе. от Тихого океана до Арктики с 2001 по 2011 год и их влияние на Арктику Толщина воды океана, Geophys. Res. Lett. , 39 (24), 6 (2012). DOI: 10.1029 / 2012gl054092.

Woodgate, R.A., K. Aagaard, J. Х. Свифт, К. К. Фолкнер и В. М. Смети, Тихоокеанская вентиляция Арктики. Нижний галоклин океана за счет апвеллинга и диапикнального смешения над континентальной окраиной — Geophys.Res. Lett. , 32 (18), L18609 (2005c). DOI: 10.1029 / 2005GL023999.

Woodgate, R.A., K. Aagaard, J. Х. Свифт, В. М. Смети и К. К. Фолкнер, Циркуляция атлантических вод над Хребет Менделеева и чукотское приграничье от термохалинных интрузий и водоемов Массовые свойства, J. Geophys. Res. , 112 (C02005), C02005 (2007). doi: 10.1029 / 2005JC003416.

Woodgate, R.A., K. Aagaard, R. Д. Мюнх, Дж. Ганн, Г. Бьорк, Б. Рудельс, А. Т.Роуч и У. Шауэр, The Пограничное течение Северного Ледовитого океана вдоль Евразийского склона и прилегающих Хребет Ломоносова: свойства водных масс, перенос и трансформации от пришвартованные инструменты, Deep-Sea Res., Часть I , 48 (8), 1757-1792 (2001).

Янг Дж. Поток в Арктике и Субарктическом океане. Потенциальная завихренность и циркуляция Северного Ледовитого океана, J. Phys. Oceanogr. , 35 (12), 2387-2407 (2005). doi: 10.1175 / JPO2819.1

Почему океанское течение в Арктике имеет решающее значение для потери пара в мировой погоде?

Высокая Арктика, на борту судна R.В. Кронпринс Хокон Летний морской лед здесь, в проливе Фрама, высоко в Арктике, между Норвегией и Гренландией, сокращается так резко, что исследователи, которые ежегодно совершают это путешествие, указывают на недостающие участки, такие как воспоминания об ушедших друзьях.

«Когда я впервые был здесь в 2008 году, вы могли ходить по льду», — говорит океанограф Норвежского полярного института (NPI) Пол Додд, указывая с палубы этого исследовательского ледокола на то место, недалеко от нулевого меридиана, где его команда собирается взять пробы для определения температуры, солености, растворенного углерода и других химических измерений того, что сейчас является открытой водой.Он усеян всего несколькими случайными, потрепанными ледоходами.

Температура повышается, и лед тает по всей Земле. Но это место особенное: изменения океана, которые происходят прямо здесь, могут резко изменить климат для большей части остальной части планеты.

Пролив Фрама и воды к югу, в Гренландском, Норвежском и Ирмингерском морях, составляют диспетчерскую глобальной «конвейерной ленты» течений, простирающейся по всей планете. Только в этом регионе и еще в одном регионе, в Антарктике, вода на поверхности моря становится достаточно тяжелой — густой из-за холода и соли — чтобы опускаться до самого дна и течь вниз по углубляющемуся дну океана.Это опускание приводит в движение конвейер, известный как атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция, или AMOC, который, в свою очередь, регулирует температуру и погоду во всем мире.

Новый отчет предупреждает, что AMOC является одной из девяти критических климатических систем, в которых потепление за счет парниковых газов активно приближает к переломному моменту. Преодоление этого порога в одной из этих систем может спровоцировать быстрые и необратимые изменения, которые вынудят другие системы выйти за край, что приведет к глобальному каскаду опрокидывания с катастрофическими последствиями для планеты.В анализе, опубликованном на прошлой неделе в журнале Nature международной группой ведущих ученых-климатологов, говорится, что риски переломного момента выше, чем большинство из нас думает.

Два других новых отчета Всемирной метеорологической организации и Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде показывают, что выбросы в результате потепления планеты достигли нового максимума в 2018 году и продолжают расти.

В результате на конвейерной ленте AMOC уже могут появиться следы разбрызгивания. Сеть океанских зондов через среднюю часть Атлантического океана, между Багамами и Африкой, зафиксировала 15-процентное падение потока течения за последнее десятилетие.Недавнее исследование по моделированию показывает, что замедление темпов роста началось полвека назад, когда начали расти выбросы углерода, вызывающие потепление планеты.

«Специальный доклад об океане и криосфере в условиях меняющегося климата», выпущенный в сентябре Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК), прогнозирует, что конвейер ослабнет на треть к 2100 году, если выбросы продолжатся в их нынешнем виде. показатель. Ослабленный AMOC может вызвать множество изменений, включая наводнения, повышение уровня моря и нарушение погодных систем.

Вот здесь и проявляется потеря льда, о которой сетовал Додд. Ученые NPI наблюдают за проливом Фрама с 1990 года. Они обнаружили, что воды к востоку от Гренландии становятся не только теплее, но и менее солеными, говорит океанограф NPI Лаура де Стер, руководитель экспедиции этого года. Таяние ледников в Гренландии, таяние морского льда в Арктике и раздутие рек из-за увеличения количества осадков в Сибири — все это способствовало значительному притоку пресной воды в пролив Фрама — увеличение на 60 процентов по сравнению с первой половиной этого десятилетия, говорит де Стер. .

Неизвестно, являются ли эти силы причиной нынешней медлительности конвейера. Но в какой-то момент, если вода здесь станет слишком пресной или слишком теплой, или особенно и того, и другого, она станет слишком легкой, чтобы тонуть, говорят де Стёр и другие ученые-океанологи, что мешает работе одной из самых фундаментальных сил в мире. климатическая система.

Другие ключевые компоненты климатических работ Земли, которые могут приближаться к переломному моменту, включают летний морской лед, который, по прогнозам моделей, исчезнет уже в 2036 году, вечная мерзлота, которая сейчас быстро тает на широких просторах Арктики, обширный ледяной щит Гренландии, тропический лес Амазонки и многое другое.

Ученые собирают набор инструментов в проливе Фрама.

Фотография Лоуренса Хислопа

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Все будет иметь далеко идущие последствия для глобальной окружающей среды. Но когда дело доходит до океанов, системы, которая покрывает более 70 процентов нашей планеты и хранит до трети углекислого газа, производимого людьми со времен индустриальной эпохи, и 90 процентов образующегося в результате избыточного тепла, одна проблема превалирует над ними. все.

«Есть один переломный момент, которого люди опасаются», — говорит Хенк Дейкстра, океанограф из Утрехтского университета в Нидерландах. «Это в основном коллапс атлантической циркуляции из-за поступления пресной воды».

Лето сильной жары

Когда Kronprins Haakon покинул Шпицберген, Норвегия, в начале сентября для исследовательской экспедиции этого года, Лето сильнейшей жары и погоды подходило к концу.В июне температура в некоторых частях Гренландии поднялась на 40 градусов по Фаренгейту выше нормы. В июле, самом жарком месяце, когда-либо зарегистрированном на Земле, ледяной щит Гренландии за три дня сбросил более 30 миллиардов метрических тонн льда. В этом году сток из Гренландии вылил в прибрежные моря почти 330 миллиардов тонн пресной воды. Этим летом арктический морской лед сократился до второй по величине протяженности с момента начала спутниковых измерений в 1979 году — более чем на 800 000 квадратных миль меньше, чем обычно, как показано на этой анимации.

Скудный лед ставит исследователей в тупик с самого начала. Kronprins Haakon проплывет более 300 морских миль к западу через пролив Фрама, прежде чем обнаружит достаточно большой и прочный участок, по которому ученые смогут пройти и провести химические и физические измерения. Это третий год подряд чрезвычайно низкой ледовой обстановки, и большая часть того, что здесь, было разрушено недавними штормами и волнами.

«В 2016 году во время круиза у нас было 19 морских ледовых станций. У нас были ледовые станции повсюду », — говорит разочарованный Дмитрий Дивайн, ледовый ученый из НПИ, который большую часть круиза проводит сканирование льда с мостика корабля.«Лед был вполне приличный, работать было комфортно. В наши дни это не так ».

Когда мы, наконец, дойдем до большого льда, мы окажемся на северо-восточном побережье Гренландии. Капитан вклинивает корабль в поле «припая», прилипшее к айсбергам, стоящим здесь на мелководье. Мы надеваем громоздкие «спасательные костюмы» — неудобные, но спасающие нас, если лед отступит, — и направляемся на рыхлую белую корку над Гренландским морем. Здесь Divine сверлит ледяные керны для анализа солености, толщины, возраста и других жизненно важных показателей твердой воды, текущей на юг из Северного Ледовитого океана.

Тем временем де Стёр и его коллеги исследуют жизненно важные вещества жидкой воды. На нашем пути на запад де Стёр извлекает и загружает данные с океанографических инструментов, которые последние два года провели под водой, отслеживая температуру, соленость и течения на предмет изменений, которые могут повлиять на формирование глубины.

Эта глубокая вода питает конвейерную ленту океана. И в первую очередь это происходит здесь, в проливе Фрама — главных воротах между Арктическим и Североатлантическим океанами. Здесь теплая соленая атлантическая вода, переправляемая на север из тропиков по Гольфстриму, встречается с более холодной и свежей арктической водой.Смесь остывает, начинает тонуть и направляется обратно на юг. Взбалтываемый разницей в плотности между двумя потоками и перемешиваемый ветрами на поверхности, циркуляция океана приводится в движение.

На данный момент, по словам де Стер, изменений в глубоководной формации не произошло. Но потепление и свежесть, которые она наблюдала здесь во время прошлых путешествий, вызывают беспокойство.

«Это показывает, насколько важно следить за этими воротами в Арктику», — говорит де Стёр. «Мы видим изменения…. Эти изменения будут перенесены в Атлантику, и это окажет влияние.Я не могу сказать, что это будет завтра или в следующем году, но если все будет так, как есть, в какой-то момент это окажет влияние ».

Огромная головоломка, недостающие части

Сильным ограничением в способности ученых точно определить, что происходит с AMOC, является отсутствие долгосрочных наблюдений на всем протяжении маршрута течения. Исследования NPI являются одними из самых продолжительных и дают критическую информацию об изменениях вблизи истоков течения. Но они не могут сказать, что происходит с AMOC дальше на юг, сколько времени могут потребоваться изменения в проливе Фрама, чтобы там проявиться и с каким эффектом.

Массив, который измерял падение южнее, — это RAPID-MOCHA, цепочка причалов между Канарскими островами и Багамами, которая обнаружила 15-процентное замедление AMOC за последнее десятилетие. Запущенный в 2004 году, он стал свидетелем ослабления течения в 2008 году, в том числе колоссального 30-процентного падения в 2009-10 годах, говорит океанограф из Университета Майами Билл Джонс, главный исследователь проекта. Но сигнал «шумный», говорит Джонс, что пока затрудняет отделение естественной изменчивости от воздействий изменения климата.

Важный новый массив под названием OSNAP (опрокидывание в субполярной Северной Атлантике) начал установку в 2014 году между южной оконечностью Гренландии и Шотландией, недалеко от того места, где течение совершает самое глубокое погружение и набирает скорость на юг. Но пока еще слишком рано видеть текущие тенденции в силе AMOC, говорит директор программы Сьюзан Лозьер, океанограф из Технологического института Джорджии.

Система течений — огромная загадка, — говорит Фемке де Йонг, океанограф из Королевского института морских исследований Нидерландов, которая находится на палубе корабля Kronprins Haakon , подбрасывающего «дрифтеры», которые покажут, течет ли пресная вода. в пролив Фрама попадает в регионы, которые имеют решающее значение для формирования AMOC.

«А половинки у нас нет, — говорит она.

Исторические климатические модели, однако, показывают, что конвейерная лента значительно замедлилась за последние десятилетия. А палеоклиматические данные показывают, что AMOC в настоящее время является самым слабым, по крайней мере, за тысячелетие, говорит Стефан Рамсторф, океанограф и климатолог из Потсдамского института исследований воздействия на климат в Германии. Его собственное исследование пришло к выводу, что система замедляется как минимум 50 лет — в соответствии с ростом выбросов углерода человеком.

Механизм ясен, говорит Рамсторф: антропогенное потепление замедляет AMOC за счет уменьшения плотности поверхностных вод в Северной Атлантике. «И это то, что наблюдается».

Льдины плавают в проливе Фрама между Шпицбергеном и Гренландией.

Фотография Лоуренса Хислопа

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Если конвейер заедает …

Направляется ли конвейерная лента к точке опрокидывания?

«Это вопрос на миллион долларов; Я не думаю, что кто-то может на это ответить », — говорит Рамсторф.«Я думаю, у нас есть веские доказательства того, что где-то есть порог, и у нас появляется все больше доказательств того, что AMOC на самом деле ослабевает. Это означает, что он движется в том направлении, где находится этот порог ».

В недавнем отчете МГЭИК об изменении климата в океанах прогнозируется, что, хотя AMOC существенно ослабнет в течение этого столетия, коллапс к 2100 году маловероятен. Однако при наших текущих темпах добычи углерода его модели дают равные шансы на остановку к 2300 году.

Дейкстра, океанограф из Утрехтского университета, предупреждает, что эти модели могут быть слишком оптимистичными.Они игнорируют воздействие таяния ледникового щита Гренландии и упускают из виду возможности, такие как несколько особенно дождливых лет над Северной Атлантикой, которые могут затопить систему пресной водой и нарушить ее равновесие.

«Это опасно, — говорит он. «Думаю, люди недооценивают это».

Последствия заклинивания конвейерной ленты будут серьезными.

Следы остановов AMOC появляются в результате резких климатических колебаний в прошлом.

Резкое торможение течения около 950 000 лет назад привело планету в длинную серию ледниковых периодов.Совсем недавно Европа погрузилась в 2000-летний период похолодания, известный как младший дриас, около 13000 лет назад после того, как течение резко ослабло. Хотя неясно, что вызвало эти поломки конвейеров, считается, что таяние ледяных щитов сыграло важную роль.

Даже если не будет останова, последствия ослабления циркуляции океана будут ощущаться по всему земному шару. Поскольку Гольфстрим нагревает Северную Европу на целых 10 градусов по Фаренгейту, падение тепла, идущего на север, сделало бы европейские зимы более холодными.Преувеличенная версия этого сценария стала предметом фильма-катастрофы 2004 года « Послезавтра ».

Ученые говорят, что это не будет похоже на ночной ледниковый период, изображенный в фильме. Эффекты замедления AMOC, хотя и быстрые в геологическом масштабе времени, проявятся через десятилетия или больше. Но изменения в поглощении и переносе тепла океаном сделают Южную Атлантику более жаркой, смещая основную часть тепла на планете на юг и нарушая циклы дождей, жизненно важные для азиатских и южноамериканских культур, согласно МГЭИК.

Наводнения и засухи увеличатся по обе стороны Атлантики, наряду с учащением ураганов на юго-востоке Соединенных Штатов и в Мексиканском заливе. Поддерживаемый Гольфстрим может поднять уровень моря вдоль восточного побережья США, вытеснив на берег больше теплой воды и, возможно, более высоких температур.

Пострадают морские экосистемы и рыболовство. Вдобавок к этому беспорядочная океаническая циркуляция может сбить и без того шаткое струйное течение еще дальше, вызывая новые волны летней жары и зимние похолодания в Северной Америке и Европе.

Неудержимые изменения?

Осенние морозы вот-вот начнутся, когда мы плывем обратно на восток через пролив Фрама в середине сентября. Тонкая пленка «жирного льда» образовалась на участках океана, в то время как на других плавают точки «блинового льда».

Но в этом году вода снова медленно замерзает. Сентябрь завершился третьей по величине ледовой протяженностью в спутниковых рекордах, а октябрь — еще одним новым минимумом. Чем меньше льда, отражающего солнечное тепло, тем больше будет прогреваться Арктика в возрастающем цикле обратной связи.

Вернувшись в док в красочном портовом городе Лонгйир на Свальбарде, де Стёр делится со мной некоторыми из последних данных, полученных с помощью океанских зондов. По ее словам, арктическое наводнение пресной водой, вероятно, достигло пика в 2017 году, и с тех пор, похоже, прекратилось. Это хорошие новости, но это может просто означать, что ветры удерживают всю эту пресную воду в Арктике — на данный момент. Когда структура ветра снова изменится, как это было в начале этого десятилетия, ветер снова может устремиться на юг.

Тем временем спираль потепления и выпадения льда продолжается.Причалы Де Стера обнаружили, что температура полярной воды, впадающей в пролив Фрама, за последние 17 лет поднялась почти на 1 градус по Фаренгейту, в то время как атлантическая вода нагрелась почти на полградуса. По ее словам, если эта тенденция сохранится, это может ослабить глубоководные образования и дросселировать двигатель конвейерной ленты.

Если наши выбросы, вызывающие потепление, не будут серьезно сокращены, и в ближайшее время, она говорит: «Я обеспокоена тем, что эти изменения невозможно остановить и их нельзя повернуть вспять».

Больше историй о переломных моментах Земли

Циркуляция океана | ЗЕМЛЯ 103: Земля в будущем

Циркуляция океана

Океаны кружатся и кружатся под влиянием ветров, Кориолиса, разницы солености, краев континентов и формы глубокого океанского дна.Мы подробно обсудим циркуляцию океана в Модуле 6, но, поскольку океанские течения являются критическими агентами переноса тепла, мы должны включить их сюда также. В общем, поверхностные течения океанов вызываются ветрами, Кориолисом и краями континентов, а глубокие течения, которые смешивают океаны, вызываются изменениями плотности, связанными с температурой и соленостью, а также формой глубоководного дна океана. .

Схема циркуляции показана на рисунке ниже, который представляет средние пути потока; короче говоря, в потоке преобладают вращающиеся водовороты.

Характер течений у поверхности океана.

Предоставлено: Дэвид Байс © Университет штата Пенсильвания имеет лицензию CC BY-NC-SA 4.0.

На этой карте разные цвета соответствуют тёплым течениям (красный), холодным течениям (синий) и течениям, которые движутся в основном вдоль линий широты и, таким образом, не переносят воду через температурный градиент (чёрный). Эти последние потоки могут включать теплую или холодную воду, но они не перемещают эту воду в более теплые или холодные места. Как упоминалось ранее, эти стрелки показывают средние пути потока, но в более коротком временном масштабе вода участвует в вихрях, которые движутся в направлениях, указанных этими стрелками.Эти вездесущие водовороты важны, поскольку они перемешивают поверхность океанов так же, как кружение ложки в кофейной чашке перемешивает кофе. Есть несколько способов образования водоворотов, в том числе прерывистые ветры в сочетании с эффектом Кориолиса, встречные течения, взаимодействующие друг с другом, и течения, взаимодействующие с береговой линией. Как показывает эта картина течений, циркуляция над поверхностью океана перемещает много теплой воды в более холодные части Земли; он также перемещает холодную воду обратно в более теплые регионы — чистый эффект заключается в обмене тепла и сближении тропиков и полюсов с точки зрения температуры.Или, другими словами, это (вместе с ветрами) перемещает излишки энергии из тропиков в районы дефицита энергии вблизи полюсов.

Важно понимать, что эти токи сами по себе в конечном итоге выровняли бы температуру на поверхности, если бы не огромная разница в солнечной энергии между тропиками и полюсами. Кроме того, сила этих воздушных и океанских течений чувствительна к разнице температур между полюсами и экватором — чем больше разница температур, тем сильнее течения.

Описанные выше поверхностные течения обычно ограничиваются верхними сотнями метров или около того океанов, и, учитывая, что средняя глубина океанов составляет около 4000 метров, поверхностные течения представляют собой очень небольшую часть океанской системы. Остальные океаны также находятся в движении, перемещаясь намного медленнее под влиянием разницы плотности, вызванной изменениями температуры и солености. Холодная соленая вода плотная, а теплая пресная вода легкая, и возникающие в результате различия плотности приводят к возникновению системы потоков, иногда называемой термохалинной циркуляцией.В современном мире есть два основных места, где образуются глубокие воды — Северная Атлантика и Антарктида, как показано ниже:

Глобальная конвейерная система поверхностных и глубоких течений.

Предоставлено: Дэвид Байс © Государственный университет Пенсильвании имеет лицензию CC BY-NC-SA 4.0, измененная из Rahmstorf, 2002

В Северной Атлантике теплая соленая вода Гольфстрима вступает в контакт с холодным арктическим воздухом, и по мере охлаждения вода становится очень плотной и опускается на дно океана — это называется глубоководными водами Северной Атлантики (NADW). ).Когда образуется NADW, огромное количество тепла передается от воды к воздуху; это тепло эквивалентно примерно 30% тепловой энергии, получаемой всем полярным регионом, поэтому оно может существенно влиять на климат Арктики. В Антарктике, когда морской лед образуется на краю ледяного покрова, чистая вода удаляется из морской воды, что увеличивает соленость оставшейся воды; в результате увеличения плотности вода становится самой плотной в океанах, и она опускается на дно — эта водная масса называется антарктической донной водой (ABW).Из этих двух глубоководных потоков НАДВ намного больше, и он течет сложным путем, охватывая дно океана, когда он движется через Атлантический океан в Индийский и Тихий океаны, к этому моменту он нагрелся и смешался с водой. окружающая вода поднимается обратно на поверхность, где начинает свой обратный путь обратно в Северную Атлантику, завершая петлю примерно за тысячу лет. Этот поток иногда называют Глобальной конвейерной лентой (мы поговорим об этом гораздо больше в Модуле 6), и он представляет собой важное средство перемешивания Мирового океана.

Эти глубокие течения очень важны для глобальной климатической системы по нескольким причинам. Один из этих способов, описанных выше, — это то, как образование НАДВ влияет на климат Арктики; это, в свою очередь, может влиять на образование или таяние льда в полярной области, что может запускать механизм обратной связи лед-альбедо (см. ниже). Еще один способ воздействия этих глубоких течений на глобальный климат — перенос CO ₂ в глубокие воды океанов. CO ₂ растворяется в морской воде на поверхности, поэтому, когда образуются глубокие воды, они приносят с собой этот CO ₂ , таким образом удаляя его из атмосферы.Это эффективно увеличивает объем воды в океане, который может удерживать CO ₂ , что увеличивает общую массу углерода, которую могут удерживать океаны. Действительно, эти глубокие течения уже переносят антропогенный CO ₂ и другие газы, такие как CFC, в глубокие океаны (мы поговорим об этом гораздо больше в Модулях 5 и 7).

Глубокое ускорение средней глобальной циркуляции океана за последние два десятилетия

ВВЕДЕНИЕ

На протяжении десятилетий Земля переживала быстрое потепление, вызванное увеличением выбросов парниковых газов ( 1 ).Как главный резервуар тепла для климатической системы, океан зафиксировал эту долгосрочную тенденцию к потеплению от поверхности до больших глубин ( 2 — 7 ). Однако эти тенденции сочетаются с изменчивостью, измеряемой несколько десятков лет ( 8 — 10 ), для которой циркуляция океана играет важную роль. Следовательно, точная оценка изменений в циркуляции океана является ключом к пониманию глобального изменения климата ( 11 — 15 ).

В последние десятилетия региональная циркуляция океана по-разному реагировала на историческое воздействие парниковых газов.Субтропические западные пограничные течения, основные океанические каналы для переноса тепла от экватора к полюсам, потеплели ( 14 ) и усилились с 1900-х годов из-за усиленного сдвига ветра между низкими и высокими широтами ( 16 ). Однако системы региональных приграничных течений показали разные тенденции. Например, мало свидетельств того, что Куросио заметно усилился за последние два десятилетия ( 17 , 18 ). Несмотря на расширение, течение Агульяс не усилилось из-за увеличения вихревой активности с начала 1990-х годов ( 19 ).Напротив, неглубокие опрокидывающиеся ячейки Тихого океана ускорились в ответ на усиление тихоокеанских пассатов с начала 2000-х годов, что способствовало недавнему перерыву в потеплении климата ( 20 ) и привело к увеличению утечки тепла и пресной воды в Индию. Океан через Индонезийский пролив ( 8 , 21 , 22 ). Тем не менее, все эти тенденции в региональных текущих системах не обязательно отражают тенденции в глобальной океанской системе течений.

Из-за сложной внутренней динамики региональные тенденции обычно включают сильные сигналы от естественной и / или внутренней изменчивости, в большей степени, чем глобальные средние переменные ( 23 ). Следовательно, оценка тенденции глобальной средней циркуляции океана, которая усредняет краткосрочные региональные изменения, предлагает более простую перспективу для понимания глобального изменения климата.

Однако из-за отсутствия систематических прямых наблюдений за океанскими течениями ( 24 ) вопрос о том, возникает ли тенденция в глобальной средней циркуляции океана, остается неуловимым.Здесь, руководствуясь натурными наблюдениями, результатами реанализа и модельными экспериментами, мы показываем, что за последние два десятилетия произошло существенное ускорение средней глобальной циркуляции океана.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Глубокое ускорение глобальной средней циркуляции океана

Мы называем «океаническую циркуляцию» горизонтальным движением морской воды в среднем за месяц. Для циркуляции океана полезная энергия в основном представлена ​​в виде кинетической энергии (KE), доступной гравитационной потенциальной энергии (APE), доступной внутренней энергии и остаточного члена, связанного с диссипацией KE из-за молекулярной и мелкомасштабной диффузии и подсеточной процессы ( 25 ).Среди этих терминов, К.Е. описывает энергию, что объект имеет из-за его движения, в то время как APE в океане потенциальная энергия и зависит от массы объекта и расстояние по вертикали от определенного опорного уровня ( 25 ). Таким образом, KE напрямую описывает движение морской воды и является подходящим показателем для измерения интенсивности циркуляции океана. Напротив, доступная внутренняя энергия дает лишь небольшой вклад и отрицательную энергию в полную потенциальную энергию ( 25 ).Мы вычисляем общий глобальный интеграл KE [total KE (TKE)] с использованием данных об абсолютной геострофической скорости, полученных из наблюдений профилирования Арго (AGVA) ( 26 ), пяти продуктов реанализа / ассимиляции на основе наблюдений (рис. 1) и 12 численное моделирование (рис. S1). См. «Материалы и методы» и таблицу S1 для получения подробной информации о наборах данных и методах.

Рис. 1 Аномалии и линейные тренды TKE в различных наборах данных.

( A от до F ) Толстые (тонкие) цветные линии обозначают месячный TKE ′ с (без) 61-месячным скользящим средним в оценке циркуляции и климата океана, фаза 2 (ECCO2), Европейский центр средне- Диапазонные прогнозы погоды (ECMWF) ORA-S3, Глобальная система ассимиляции океанических данных (GODAS), AGVA, Ассимиляция связанных данных в лаборатории геофизической гидродинамики (GFDL ECDA) и наборы данных ECMWF ORA-S4 соответственно.Черные линии — это линейные тренды 61-месячного ряда, прошедшего фильтр нижних частот. ( G ) Ряд среднего по ансамблю TKE ‘из шести наборов данных повторного анализа. ( H ) Линейные тренды аномалии среднего KE глобального океана до 1990 г. [Период A: ECMWF ORA-S3 и ORA-S4 1959–1990, GFDL ECDA 1960–1990 и Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) GODAS 1980–1990 ] и после 1990 г. (Период B: ECMWF ORA-S3 1991–2011, ECCO2 1991–2013, GFDL ECDA 1991–2012, NOAA GODAS 1991–2011, AGVA 2005–2010 и ECMWF ORA-S4 1991–2013).SE показаны синей полосой, а тенденции, которые являются статистически значимыми на уровне достоверности 99%, обозначены синими кружками, а незначительные тенденции отмечены красным знаком «×». SE тренда TKE в отдельном продукте определяется как SD временного ряда с исключенным трендом, а среднее значение по ансамблю определяется как SD трендов из шести повторных анализов.

Аномалия TKE (TKE ′) рассчитывается путем вычитания среднего значения по времени из месячного ряда TKE, а затем фильтруется по нижним частотам с периодом отсечки 61 месяц.Несмотря на несоответствие абсолютной величины TKE ′ среди этих продуктов данных, возникает общая закономерность: явный сдвиг в многолетнем тренде TKE ′ (рис. 1). До 1990 г. TKE ‘изменялся медленно, но резко увеличился примерно после 1990 г. (рис. 1, A – G). Тренды TKE ‘из наборов данных реанализа варьируются от примерно 0,3 × 10 ¹⁷ до 1,8 × 10 ¹⁷ J декада ^–1 частично из-за их различий с точки зрения пространственной области, вертикальной глубины, разрешения и временного интервала. . Несмотря на эти различия, все наборы данных указывают на общую тенденцию к увеличению.Среднее по ансамблю линейных трендов TKE ′ составляет приблизительно (-0,01 ± 0,16) × 10 ¹⁷ J декада ^-1 до 1990 г., что не является статистически значимым. Средний тренд по ансамблю за период после 1990 г. составляет приблизительно (1,37 ± 1,10) × 10 ¹⁷ J декада ⁻¹ и значительно отличается от нуля при уровне достоверности 99%. Эта скорость изменения эквивалентна увеличению на (15 ± 12)% ⁻¹ за десятилетие по сравнению со средним климатологическим значением 9,05 × 10 ¹⁷ Дж.Разница в тенденциях до и после 1990 г. может быть частично связана с тем, что некоторые продукты реанализа [например, Оценка циркуляции и климата океана, фаза 2 (ECCO2) и AGVA] с более крупными тенденциями использовались только для периода после 1990 г. период. Модифицированный тест Манна-Кендалла ( 27 ) используется для оценки уровня достоверности тенденций во временном ряду TKE ‘, который учитывает автокорреляцию TKE’ в каждом из этих продуктов. Таким образом, глобальная циркуляционная система в целом значительно ускорилась с последнего десятилетия 20-го века.

Чтобы изучить пространственную картину ускорения глобальной циркуляции океана, мы рассчитали линейный тренд верхнего среднего значения KE ′ на высоте 2000 м за период 1991–2011 гг., Используя среднее значение по ансамблю Европейского центра среднесрочной погоды. Прогнозы (ECMWF) Ocean Analysis / Reanalysis System 4 (ORA-S4), ORA-S3, ECCO2, Global Ocean Data Assimification System (GODAS), and Geophysical Fluid Dynamics Laboratory Ensemble Coupled Assimilation (GFDL ECDA) (Рис. 2A). Показано, что большинство систем циркуляции океана ускорились (рис.2А). Около 76% верхних 2000 м в Мировом океане демонстрируют тенденцию к увеличению KE ‘, при этом 28% демонстрируют значительное увеличение при уровне достоверности 95%.

Рис. 2 Горизонтальное и вертикальное распределение долгосрочного изменения КЭ.

( A ) Линейный тренд океанического KE, усредненного по верхнему слою 2000 м (заштрихованный цвет, единица в 10 ³ Дж м ⁻² декада ⁻¹ ) в течение 1991–2011 гг. Из среднего по ансамблю ECMWF ORA-S4, ORA-S3, ECCO2, GODAS и GFDL ECDA.Область, в которой статистическая значимость выше уровня достоверности 99%, выделена черными точками. ( B ) Вертикальное распределение линейного тренда (синяя линия) ансамбля и глобального среднего KE ‘и линейного тренда в процентах (встроенная красная линия относительно климатологического KE на каждой глубине). Черные точки обозначают уровень достоверности 99%, а заштрихованная область обозначает ошибку в тренде. ( C ) График зависимости от времени по ансамблю среднего KE ′ (цветная штриховка и черные контурные линии), интегрированный над глобальным океаном.KE ‘рассчитывается путем вычитания средних значений за период 1991–2011 гг. Из месячных рядов и фильтрации нижних частот с периодом отсечки 25 месяцев. ( D ) То же, что и в (C), но для AGVA в 2005–2010 гг.

Тенденция к увеличению TKE ′ в основном объясняется увеличением KE ′ в тропиках (рис. 2A). На рисунке S2 показан вертикально интегрированный KE ′ (от 5 до 1868 м) и его направление в тропической зоне (в среднем от 20 ° ю.ш. до 20 ° с.ш.), а также меридиональные разрезы в Тихом океане (180 ° в.д.), Атлантическом океане. (30 ° з.д.) и Индийский океан (90 ° в.д.).Во всех трех океанских бассейнах наблюдается ускорение средней циркуляции на большинстве широт (рис. S2, от B до D). Ускорение особенно заметно в тропических океанах, особенно в тропиках Тихого океана, где наблюдается гораздо более сильное увеличение KE ‘, чем в более высоких широтах. Это указывает на существенное усиление системы тропических течений (рис. 2 и рис. S2). Южный океан также показывает положительные тенденции, но отмечен чередующейся положительно-отрицательной зональной картиной (рис. S2, от B до D), что свидетельствует о смещении, расширении и сужении антарктического циркумполярного течения в Южном океане (рис.2А). Отдельно эти результаты были подтверждены предыдущими наблюдательными исследованиями в этих региональных океанских бассейнах ( 17 , 28 — 32 ).

Ускорение глобальной циркуляции распространяется на глубокие океаны в планетарном масштабе. На рис.2 (C и D) показана временная эволюция вертикальной структуры глобального горизонтального среднего значения KE ′ океана (полученного из среднего по ансамблю продуктов реанализа отдельно для продукта данных AGVA, основанного на наблюдениях in situ), а на рис.2B иллюстрирует вертикальное распределение среднего тренда KE по ансамблю. Примечательной особенностью является то, что положительный KE ′ увеличился в верхних слоях 2000 м со скоростью порядка 10 ¹³ Дж · м ⁻¹ декады ⁻¹ , и со временем увеличенный KE ′ распространяется глубже в водяного столба со скоростью в диапазоне от 10 ¹¹ до 10 ¹² Дж · м ^-1 декада ^-1 , что является значимым при уровне достоверности 99%. Явное распространение положительного KE ′ в глубинные океаны глубже 1000 м наблюдалось после середины 1990-х годов, достигнув глубины 3000 м в Южном океане (рис.S3, D и H). Горизонтальные средние профили KE ′ в отдельных океанских бассейнах и на широтах показывают аналогичные особенности (рис. S3). Тенденция к увеличению относительно среднего KE имеет тот же порядок от поверхности моря до дна со скоростью около 9% декадных ^-1 климатологического среднего на каждой глубине (рис. 2B). Горизонтальное распределение долгосрочных трендов KE по отдельным продуктам показано на рис. S4, а графики глобального среднего KE ′ в отдельных продуктах представлены на рис. S5.Сравнение отдельных продуктов показывает, что тенденции и эволюция TKE для отдельных продуктов аналогичны среднему значению по совокупности.

Дисперсия KE ′ в Атлантическом, Индийском и Южном океанах определяется статистически значимой тенденцией, но Тихий океан демонстрирует междекадную изменчивость (рис. S3). Изменчивость глобального среднего KE ′ над верхним 200-метровым слоем на междекадном (рис. S3) и межгодовом временных масштабах (рис. 2C) имеет долгосрочную тенденцию к увеличению.Результат AGVA, который доступен за короткий период с 2005 по 2010 год, также указывает на глубокую тенденцию к увеличению глобального среднего KE ′ (рис. 2D). Отрицательные фазы многолетней изменчивости имели место в 1960-х и 1980-х – 1990-х годах, а положительные фазы — в 1970-е и после конца 1990-х годов в Тихом океане (рис. S3). Глобальный океан KE ‘разделяет некоторые междекадные колебания KE’ Тихого океана (рис. S3, A и B), предполагая, что Тихий океан может быть основным источником междекадных колебаний в глобальном KE.Однако тенденция к увеличению в течение последних двух десятилетий намного превышает естественную изменчивость и начинается с начала 1990-х годов, что не совпадает с началом Тихоокеанской декадной осцилляции (PDO) в конце 1990-х или начале 2000-х годов (рис. 1G).

Изменение в системе наблюдений произошло в начале 2000-х годов, когда на смену эпохе Арго пришли широкомасштабные наблюдения профиля верхнего слоя океана, в основном полученные с использованием одноразовых батитермографов (XBT). Возникает вопрос, влияет ли увеличение плотности и частоты профилей Арго на тренд TKE.Установлено, что ассимиляция солености Арго вызывает уменьшение высоты галостериков после введения Арго ( 33 ). Однако временные ряды TKE ′ для глобальных верхних слоев океана на высоте 700 м (следовательно, исключая новые наблюдения ниже 700 м, предоставленные Арго) демонстрируют аналогичные изменения многодекадных тенденций по сравнению с интегралом полной глубины (рис. S6) . В частности, тенденция к увеличению TKE ′ на несколько десятилетий начинается в начале 1990-х годов, а не в 2000-х годах, когда была создана система наблюдений Арго.Устойчивость тенденции TKE в продуктах повторного анализа дополнительно обсуждается в дополнительном тексте.

Еще одним очевидным изменением в системе наблюдений является введение данных точного альтиметра, которые начали ассимилироваться во многих продуктах реанализа в 1992 году. Однако данные альтиметра продолжали ассимилироваться в продуктах реанализа в течение последних двух десятилетий. что тенденция в ТКЕ продолжилась. Следовательно, смена наблюдательных платформ не может быть причиной увеличения TKE.

Долгосрочные тенденции TKE также исследуются с помощью моделирования на основе исторических экспериментов фазы 5 проекта взаимного сравнения связанных моделей (CMIP5). В период до 1990 г. 8 из 12 имеющихся моделей CMIP5 показывают тенденцию к снижению TKE ′. После 1990 г. 8 из 12 моделей, а также среднее по ансамблю предполагают тенденцию к увеличению TKE ′, но эта тенденция не является статистически значимой (рис. S1). Мы дополнительно обсуждаем различия между продуктами реанализа и экспериментами CMIP5 в разделе «Обсуждение».

Источники энергии ускорения глобальной средней циркуляции океана

Воздействие ветра является основным источником механической энергии глобальной циркуляции океана ( 25 , 34 ). Анализ с использованием шести относительно независимых продуктов (см. Наборы данных и обработка в разделе «Материалы и методы») подтверждает роль воздействия ветра в изменении энергетики. Все продукты показывают заметное увеличение средней глобальной скорости ветра у поверхности моря за последние два десятилетия.Линейный тренд глобальной средней скорости ветра у поверхности моря составляет 0,12 ± 0,09 мс ⁻¹ за декаду ⁻¹ с 1990 года, т. Е. На 1,9% за декаду ⁻¹ относительно среднего климатологического значения около 6,2 мс ⁻¹ (Рис. 3A).

Рис. 3 Глобальная средняя скорость ветра у поверхности моря и работа ветра.

( A ) Глобальная средняя скорость ветра (м с ⁻¹ ) на расстоянии 10 м от различных ветровых нагрузок. Каждый продукт представлен 13-месячным сглаженным ежемесячным временным рядом, наложенным на 25-месячный сглаженный временной ряд.Толстая синяя линия — среднее значение по ансамблю шести произведений ветра. Толстая черная линия обозначает линейный тренд средней скорости ветра по ансамблю за период перекрытия шести произведений скорости ветра (1985–2010 гг.) С уровнем достоверности 99%. ( B ) Распределение линейного тренда в работе ветра (10 ⁻³ Вт · м ⁻² декада ⁻¹ ) в течение 1991–2011 гг. Из ассимиляции ECMWF ORA-S4. Область с уровнем достоверности выше 99% выделена черными точками.( C ) Сравнение глобально интегрированной ветровой работы (красный) и ORA-S4 TKE ′ (синий). Все временные ряды проходят фильтрацию нижних частот (среднее значение за 13 месяцев). Работа ветра рассчитывается с использованием данных о ветровом напряжении и 5-метровом токе из ECMWF ORA-S4 (подробности см. В разделе «Материалы и методы»).

Чтобы определить вклад ветра в ускорение, мы вычисляем работу ветра и ее линейный тренд над глобальным океаном (рис. 3B). Глобальная средняя ветровая работа показывает статистически значимый тренд около 2.04 × 10 ⁻⁴ Вт м ⁻² декада ⁻¹ в течение 1959–1989 гг. (Т. Е. Около 7,2 × 10 ¹⁰ W декада ⁻¹ для общей площади поверхности океана 3,5 × 10 ¹⁴ м ² ) и 4,56 × 10 ¹⁴ Вт м ⁻² декада ⁻¹ (т. Е. Примерно 1,60 × 10 ¹¹ Вт декада ⁻¹ во всем мире) в течение 1990–2011 гг. То есть работа ветра способствует увеличению подводимой энергии на 10 ²⁰ Дж за два десятилетия, что намного больше, чем увеличение TKE ′ (рис.1). Глобальная средняя ветровая работа без тренда приводит к снижению TKE ′ примерно на 2 месяца с коэффициентом корреляции 0,64, который является значимым при уровне достоверности 99% (рис. 3C).

В большинстве океанических бассейнов пространственная картина повышенной ветровой работы в целом соответствует таковой для KE ‘(вспомните рисунки 2A и 3B). Усиливающаяся ветровая работа в глобальных тропических океанах, особенно в тропическом Тихом океане, намного сильнее по сравнению с внетропическими регионами. Работа ветра в Южном океане в целом показывает положительную тенденцию, но, скорее всего, это связано с аналогичным меридиональным сдвигом, как видно на тенденции KE ′, показанной на рис.2А. Существуют различия в пространственной структуре между трендом работы ветра и трендом TKE, но это разумно, потому что подводимая энергия ветра перераспределяется океаническими процессами, такими как горизонтальная адвекция, океанические волны и мезомасштабные вихри. В целом, эти результаты показывают, что повышенный вклад энергии ветром O (10 ²⁰ Дж, декада ^-1 ) является основным источником увеличения TKE и способствовал ускорению глобальной системы циркуляции океана в прошлом. два десятилетия (рис.1 и 3С). Взаимосвязь ветер-TKE ‘также исследуется путем сравнения средней скорости ветра по множеству продуктов и TKE’ (рис. S7). Глобальная средняя скорость ветра без тренда приводит к снижению TKE ′ примерно на 5 месяцев со статистически значимым коэффициентом корреляции 0,55 при уровне достоверности 99%. Разница во времени между глобальным средним значением TKE ′ и скоростью ветра является результатом суперпозиции быстрой баротропной и медленной бароклинной реакции циркуляции океана на воздействие приземного ветра ( 35 ).

Повышенный вклад энергии из-за более сильной работы ветра не только напрямую способствует увеличению TKE ′, но также вносит вклад в тенденции TKE ′ через C (APE, KE), то есть преобразование из APE в KE (рис. S7). Мы оценили глобальные средние значения C (APE, KE) и абсолютную вертикальную скорость с помощью ECMWF ORA-S4 и сравнили их с работой ветра. С усилением работы ветра с 1990-х годов абсолютная вертикальная скорость увеличивается, процесс C (APE, KE) усиливается, и океанские течения получают больше энергии от APE (рис.S7). Впоследствии этот дополнительный APE также увеличил интенсивность океанских течений с 1990-х годов. Увеличение C (APE, KE) составляет O (10 ²⁰ Дж, декада ^-1 ), что совпадает с увеличением энергии ветра. Диссипацию KE из-за молекулярной и мелкомасштабной диффузии импульса трудно определить с использованием имеющихся данных; однако ожидается, что он также будет играть важную роль в энергетическом балансе во время ускорения глобальной циркуляции океана ( 24 ).

Влияние PDO в сравнении с долгосрочным трендом глобального потепления

Предыдущие исследования показали, что глобальное потепление ослабляет систему циркуляции океана, особенно в глобальных тропиках. Во многом это связано с тем, что циркуляция Уокера, особенно ответвление над Тихим океаном, ослабнет в ответ на более быстрое потепление в восточной экваториальной части Тихого океана, чем в окружающих регионах ( 36 ). Однако здесь мы находим из наборов данных из нескольких источников, что, по крайней мере, за последние два десятилетия, начиная с 1990-х годов, глобальная средняя циркуляция океана ускорилась из-за усиления ветровой работы, особенно циркуляции тропического океана.

Как TKE ′, так и Pacific KE ′ демонстрируют четкие междесятилетние колебания за последние несколько десятилетий. Недавнее усиление глобального ветрового воздействия и циркуляции океана на несколько десятилетий, вероятно, было вызвано фазовым изменением междекадной изменчивости в Тихом океане ( 31 , 36 ). Недавнее исследование, основанное на нескольких независимых записях наблюдений, включая спутниковые измерения, показывает, что существует общая тенденция к усилению циркуляции Pacific Walker за последние десятилетия и что внутренняя изменчивость играет доминирующую роль в тенденции усиления циркуляции Pacific Walker ( 37 ).Во время недавней отрицательной фазы PDO работа ветра и скорость ветра усиливаются над тропическими океанами и Южным океаном по сравнению с положительной фазой PDO (рис. S8), что способствует ускорению глобальной циркуляции тропического океана.

Сравнение индекса PDO, глобальной средней скорости ветра и TKE показывает, что нет существенной взаимосвязи между индексом PDO и глобальной средней скоростью ветра или между индексом PDO и TKE (рис. S8). Однако индекс TKE и PDO без тренда имеет коэффициент корреляции -0.5, что является значимым при уровне достоверности 99%. Таким образом, многодесятилетнее изменение поля ветра и глобальной циркуляции океана, скорее всего, является совокупным результатом как долгосрочной тенденции, связанной с увеличением выбросов парниковых газов, так и естественной десятилетней изменчивости. Сравнение среднего по ансамблю TKE ‘и его составляющей без тренда показывает, что SD среднего TKE с удаленным трендом составляет лишь около одной трети от растущей тенденции с 1990 г. (рис. S8). Кроме того, хотя модели CMIP5 прогнозируют ослабление циркуляции Pacific Walker Circulation ( 36 , 37 ), глобальный средний морской ветер показывает тенденцию к увеличению, которая является значительной на уровне достоверности 99% как для исторической, так и для репрезентативной траекторий концентрации. (RCP) 8.5 прогонов моделей CMIP5 (рис. S9). Среднее по ансамблю глобальной средней скорости ветра из прогонов RCP8.5 показывает гораздо более сильную тенденцию к увеличению, чем исторические прогоны (рис. S9). Таким образом, заметная тенденция к увеличению TKE ‘в течение последних двух десятилетий, вероятно, является частью формирующейся долгосрочной тенденции.

ОБСУЖДЕНИЕ

Мы обнаружили сильное ускорение средней глобальной циркуляции океана за последние два десятилетия. Это ускорение является глубоким и особенно заметным в тропических океанах мира и может быть связано с усилением приземных ветров на планете с 1990-х годов в результате наложения доминирующей долгосрочной тенденции и относительно небольшого вклада естественной изменчивости.

Мы сравнили глобальные средние скорости ветра из исторических прогонов CMIP5 с данными из шести результатов реанализа ветра за тот же период (рис. S9). Мы обнаружили, что в течение их общего периода 1985–2005 гг. Ветры реанализа демонстрируют четкие и последовательные тенденции к увеличению, а среднее по ансамблю ветров реанализа имеет тенденцию к увеличению примерно на 0,075 мс ⁻¹ декада ⁻¹ , что значительно выше уровень достоверности 99%. Напротив, глобальная средняя скорость ветра в среднем по ансамблю исторических прогонов CMIP5 показывает очень слабую тенденцию, около 0.006 м с ⁻¹ декада ⁻¹ , что намного слабее, чем тренд ветра в продуктах реанализа. Следовательно, тренды TKE в исторических прогонах CMIP5 намного слабее, чем в продуктах повторного анализа. Причина расхождения между историческим прогоном CMIP5 и продуктами реанализа до конца не изучена.

Однако среднее по ансамблю глобальной средней скорости ветра из RCP8.5 демонстрирует значительную тенденцию к увеличению в будущем, указывая на то, что увеличение выбросов парниковых газов в конечном итоге приведет к ускорению глобального среднего ветра и, следовательно, глобальной средней циркуляции океана ( инжир.S9). Таким образом, хотя наблюдаемая тенденция в течение последних двух десятилетий также может быть обусловлена ​​естественной изменчивостью, например, десятилетней изменчивостью, связанной с PDO, прогнозируется, что увеличение выбросов парниковых газов в конечном итоге приведет к тому, что наблюдается в течение последних двух десятилетий.

Тем не менее, неопределенности остаются в основном из-за отсутствия долгосрочных прямых наблюдений за океанскими течениями для прямой проверки. Хотя тенденция к увеличению TKE в течение последних двух десятилетий является общей чертой реанализа и продуктов данных, которые мы использовали, различия в пространственном разрешении и пространственном покрытии приводят к различиям в TKE и величине их тенденции.Кроме того, доступные наблюдения in situ в основном ограничены верхним слоем 2000 м, и, как показано в наших результатах, глубинный океан без данных, вероятно, будет иметь важное значение. Таким образом, интенсивные наблюдения, которые отслеживают глубинную глобальную циркуляцию океана, срочно необходимы не только для понимания прошлых условий, но и для уменьшения неопределенности в будущих прогнозах глобальной циркуляции океана.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Реанализ и информационные продукты

1) Абсолютные геострофические скорости AGVA квазиглобального мира с горизонтальным разрешением 1 ° и 29 регулярными уровнями давления, охватывающими верхние 2000 дБ, были получены из данных профилирования Argo с контролем качества ( 26 ).Геострофические течения в экваториальной области между 5 ° с.ш. и 5 ° ю.ш. были отброшены.

2) Использовались наборы данных ECMWF ORA-S3 ( 38 ), включая данные о месячной температуре, зональном / меридиональном течении и напряжении ветра. Ежемесячные данные ECMWF ORA-S3 охватывают глобальный океан за 53 года с января 1959 года по декабрь 2011 года, с 29 вертикальными слоями в пределах от 5 до 5250 м и горизонтальным разрешением в среднем 1,4 ° долготы и 0,9 ° широты.

3) ECMWF ORA-S4 ( 33 ) заменил метод ассимиляции вариационной системой ассимиляции NEMOVAR-based Nucleus для европейского моделирования океана.Ежемесячный ORA-S4 имеет 42 вертикальных слоя в пределах от 5 до 5350 м и горизонтальное разрешение 1 ° на 1 °.

4) GODAS основан на GFDL MOM.v3 с разрешением 1 ° долготы и ¹ / ₃ ° широты и 40 уровней по вертикали между 5 и 4478 м с января 1980 года ( 39 ). Область модели простирается от 75 ° ю.ш. до 65 ° северной широты. GODAS поддерживается реанализом атмосферы 2 Национальных центров прогнозирования окружающей среды (NCEP) и рассчитан на еженедельный анализ температуры поверхности моря и годовой климатологической солености.GODAS ассимилирует температурные профили от XBT; от причалов Тропической атмосферы океана, сети треугольных трансокеанских буев и якорной системы прогнозирования и исследований в Атлантике; и профилирующих буев Argo. Известная ошибка скорости падения данных XBT за годы до 1990 года исправлена ​​в текущей версии (www.esrl.noaa.gov/psd/).

5) JPL ECCO2 ( 40 ) из Лаборатории реактивного движения НАСА (http://ecco2.jpl.nasa.gov/). ECCO2 ассимилирует доступные спутниковые и натурные данные на основе модели общей циркуляции Массачусетского технологического института с оптимизацией функции Грина и выводит поле океанских течений с разрешением вихрей.Здесь использовались как месячные, так и трехдневные наборы данных ECCO2. ECCO2 имеет разрешение 0,25 ° на 0,25 ° по 50 вертикальным уровням в пределах от 5 до 5906 м и охватывает период с 1992 по 2013 год.

6) ECDA v3.1 из эксперимента по ассимиляции океанических данных был предоставлен Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) GFDL ECDA ( 41 ) (www.gfdl.noaa.gov/ocean-data-assimilation). GFDL ECDA v3.1 охватывает период с 1961 по 2012 год и основан на полностью связанной модели климата с зональным разрешением 1 °, меридиональное разрешение увеличивается от 1 ° до 0.3 ° в экваториальной области и 50 вертикальных уровней в пределах от 5 до 5316 м.

7) Численное моделирование CMIP5 ( 42 ), вызванное историческим (1950–2005) радиационным воздействием, также использовалось для расчета тенденции KE. Эти модели включают в себя следующее: Модель системы Земли Пекинского педагогического университета (BNU-ESM) (ежемесячно, 50 вертикальных слоев в пределах от 10 до 5579 м, ежемесячно, в среднем 1 ° долготы и 0,96 ° широты), Организация научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO) Mk 3.6.0 (ежемесячно, 31 вертикальный слой в пределах от 5 до 4800 м, в среднем 1,88 ° долготы и 0,93 ° широты, два члена), CanESM2 (ежемесячно, 40 вертикальных слоев в пределах от 5 до 5233 м, ежемесячно, 1,41 ° долготы и 0,94 ° широты в среднем), Модель гибкой глобальной системы океан-атмосфера-суша (FGOALS) s2 (ежемесячно, 30 вертикальных слоев в пределах от 5 до 5243 м, ежемесячно, в среднем 1 ° долготы и 0,8615 ° широты), GISS E2 R / R- CC (ежемесячно, 32 вертикальных слоя в пределах от 6 до 4887 м, ежемесячно, 1,25 ° долготы и 1 ° широты), GISS E2 H-CC (ежемесячно, 33 вертикальных слоя в пределах от 0 до 5500 м, ежемесячно, 1 ° долготы и 1 ° широты), HadCM3 (ежемесячно, 20 вертикальных слоев в пределах от 5 до 5192 м, ежемесячно, 1.25 ° на 1,25 °), MIROC ESM / ESM CHEM (ежемесячно, 44 вертикальных слоя в пределах от 2,5 до 5450 м, ежемесячно, в среднем 1,41 ° долготы и 0,93 ° широты) и HadGEM2 AO (ежемесячно, 40 вертикальных слоев в пределах 5 до 5327 м в месяц, в среднем 1 ° долготы и 0,84 ° широты).

8) Ветровые продукты, используемые в этом исследовании, включают объективно проанализированные потоки воздуха и моря (OAFlux), морской поверхностный ветер на основе волн и анемометров (WASWind), TropFlux, Twentieth Century Reanalysis (20CR), NCEP Reanalysis 1 и NCEP Reanalysis. 2, и ветровые напряжения ECMWF ORA-S3.Из этих продуктов ветра TropFlux охватывает только тропические океаны мира (от 30 ° ю.ш. до 30 ° с.ш.), в то время как другие имеют глобальный или квазиглобальный охват. WASWind объединил данные о судовых ветрах и высоте ветровой волны, скорректировал смещение тенденции из-за увеличения высоты анемометра и представляет разумную тенденцию относительно независимых наблюдений давления на уровне моря ( 43 ). OAFlux использует приземные метеорологические поля, полученные на основе результатов спутникового дистанционного зондирования и повторного анализа моделей NCEP и ECMWF ( 44 ).TropFlux был рассчитан с использованием входных данных промежуточного реанализа ECMWF с поправкой на смещение и амплитуду (ERA-I) плюс климатологическая поправка на порывистый ветер и оценен по зависимым и независимым данным швартовки. TropFlux успешно скорректировал смещение, вызванное дождем в зонах межтропической конвергенции, и, как было обнаружено, показывает лучшее согласие с данными in situ в глобальных тропиках по сравнению с продуктами ветра NCEP, NECP2 и QuikSCAT ( 45 ). Четыре продукта реанализа, ветры 20CR ( 46 ), NCEP R1 ( 47 ), NCEP R2 ( 48 ) и ECMWF ORA, являются ассимиляциями, основанными на исторических наблюдениях с использованием различных систем усвоения данных.Кроме того, также использовалась скорость ветра из исторических (1850–2005 гг.) И RCP8.5 (2006–2100 гг.) Прогонов 21 модели CMIP5 (рис. S9).

Расчет KE

KE частицы воды в момент времени t определяется как KE (x, y, z, t) = 12M (u (x, y, z, t) 2 + v (x, y , z, t) 2 + w (x, y, z, t) 2) (1) где M — масса, а u , v и w — зональные, меридиональные и вертикальные скорости, соответственно, и x , y и z являются зональными, меридиональными и вертикальными координатами.В океане w обычно меньше 1% горизонтальной скорости ( 49 ), поэтому KE частицы воды уменьшается до KE (x, y, z, t) = 12M (u (x, y , z, t) 2 + v (x, y, z, t) 2) (2)

Тогда глобально интегрированный TKE определяется как TKE (t) = ∭globalKE (x, y, z, t) dxdydz ( 3)

Мы использовали постоянную среднюю плотность морской воды ρ ₀ , принятую равной 1025 кг · м ⁻³ , и интегрировали KE над глобальным океаном и от поверхности до дна пространственных сеток каждого соответствующего набора данных, toTKE (t) = 12ρ0∭global (u (x, y, z, t) 2 + v (x, y, z, t) 2) dxdydz (4)

Аномалия TKE (т.е.е., TKE ′), следовательно, определяется как TKE ′ (t) = TKE (t) −TKE (t) ¯ (5)

Данные наблюдений на базе Арго AGVA, пять продуктов ассимиляции и 12 модельных расчетов были использованы для расчета KE. ECMWF ORA-S4, ORA-S3, GFEL ECDA, GODAS и ECCO2 использовались для расчета среднего по ансамблю TKE, охватывающего последние два десятилетия (рис. 1 и 2 и рис. S8B). На рисунках S2, S3 и S6 используется ECMWF ORA-S4, потому что ECMWF ORA-S4 имеет самый длинный временной охват, что важно при изучении изменчивости за несколько десятилетий, а также потому, что основные переменные (например,g., океанское течение, температура, соленость и поверхностные потоки) из ECMWF ORA-S4.

Работа ветра

Работа, выполняемая морским ветром над общей циркуляцией мирового океана, рассчитывается как ( 50 ): ∬ τ _w ∙ v _s dxdy , где τ _w — это месячное напряжение ветра, а v _s — скорость поверхностного течения. Здесь мы рассчитали работу ветра с учетом напряжения ветра по данным ECMWF и WASWind, а также данных по течению на глубине 5 м с ORA-S4.

Источники и стоки и уравнение сохранения энергии

Источники и стоки KE, которые определяют изменчивость KE, могут быть выражены следующим уравнением сохранения энергии как ( 24 ) ∂KE∂t = ∬τw ∙ vsdxdy − ∬τb ∙ vbdxdy + C (APE, KE) −ED + Eres (6) где члены в правой части соответственно представляют работу ветра, член нижнего трения ( τ _b — это нижнее трение и v _b близко нижняя скорость), преобразование из APE в KE, диссипация KE из-за молекулярных и мелкомасштабных процессов ( E _D ) и остаточный член ( E _res ).Среди этих терминов основными источниками изменения KE являются работа ветра и C (APE, KE). Преобразование из APE в KE измеряется C (APE, KE), что определяется как C (APE, KE) = — г ∭ w (ρ — ρ ₀ ) dxdydz , где ρ ₀ — средняя плотность в масштабе бассейна.

Тенденция к увеличению KE океана подразумевает увеличение выработки энергии от поверхностного воздействия (например, воздействия ветра и поверхностного теплового потока) в циркуляцию океана.Преобразование внутренней энергии также является потенциальным источником увеличения KE. Некоторые из продуктов реанализа, которые мы использовали, не обязательно экономят энергию из-за так называемого приращения ассимиляции, которое представляет собой статистическую поправку, применяемую во время последовательных временных шагов усвоения данных, чтобы скорректировать состояние модели для соответствия наблюдениям. ORA-S3, ORA-S4, ECDA и GODAS не экономят энергию, и в этих моделях есть дополнительный источник энергии для производства KE.

Расчет линейного тренда

Линейный тренд оценивался путем применения одномерной модели линейной регрессии по методу наименьших квадратов.Все результаты тенденций статистически проверены модифицированным тестом Манна-Кендалла ( 27 ). Тест Манна-Кендалла — широко используемый непараметрический тест тенденции. Хамед и Рао ( 27 ) улучшили тест Манна-Кендалла, сделав его пригодным для автокоррелированных данных, а точность модифицированного теста Манна-Кендалла с точки зрения эмпирического уровня значимости превосходит точность исходного теста тенденции без каких-либо потерь. власти. Согласно модифицированному критерию Манна-Кендалла, дисперсия S для автокоррелированных данных может быть рассчитана как V * (S) = var (S) ⋅nnS * = n (n − 1) (2n + 5) 18⋅nnS *, где n — фактическое количество «наблюдений», а n / nS * представляет поправку, связанную с автокорреляцией во временном ряду nnS * = 1 + 2n (n − 1) (n − 2) × ∑i = 1n −1 (n − i) (n − i − 1) (n − i − 2) CS (i). C _S ( i ) обозначает автокорреляцию между рангами наблюдений ( 27 ).

Статистический анализ

Все результаты тенденций были статистически проверены с использованием модифицированного критерия Манна-Кендалла ( 27 ). Уровень достоверности тренда, оцененный с использованием модифицированного теста тренда Манна-Кендалла, предполагает интегральную шкалу времени, представляющую автокорреляцию временного ряда, для получения эффективных степеней свободы, используемых в тесте тренда.Эти статистические данные временного ряда TKE ‘, рассчитанные на основе различных продуктов данных, показаны в таблице S1. Эффективная степень свободы меньше размера выборки из-за автокорреляции во временных рядах. Предполагая, что TKE ′ удовлетворяет распределению t , значению t и коэффициенту корреляции со временем на уровне значимости 0,05 [ t (α = 0,05), то есть γ _α (α = 0,05) ] также представлены в таблице S1. Коэффициенты корреляции между TKE ‘и временем γ (коэффициент корреляции между временным рядом и временем) показаны в последней строке таблицы S1.Γ для различных продуктов данных больше, чем γ _α (α = 0,05), что позволяет предположить, что тенденции TKE ‘значимы на уровне достоверности 95%. Однако этот статистический анализ не учитывает неопределенности в тренде TKE ‘, которые возникают из-за отсутствия глобальных океанических наблюдений, вносящих вклад в оценку TKE’.

Выражение признательности: Эта работа была проведена в рамках программы экспериментов по изучению циркуляции и климата в северо-западной части Тихого океана (NPOCE) / CLIVAR.Благодарим С.-П. Се и К. Тренберт за ценные комментарии и ценные предложения по этой рукописи. Мы очень ценим техническую помощь Р. Чена. Финансирование: Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (гранты 91858101 и 41776018) и Программой ключевых исследований передовых наук, CAS (QYZDB-SSW-SYS023). К.Г. поддержан Национальным фондом естественных наук Китая (грант 41806016). F.W. был поддержан Национальным фондом естественных наук Китая (грант 41730534).Это вклад PMEL № 5000. Вклад авторов: S.H., J.S. и F.W. разработали и провели анализ. S.H. написал первоначальный черновик статьи. Все авторы внесли свой вклад в интерпретацию результатов, обсуждение связанной динамики и улучшение этой статьи. Конкурирующие интересы: Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов. Доступность данных и материалов: Все данные, необходимые для оценки выводов в статье, представлены в документе и / или дополнительных материалах.Дополнительные данные, относящиеся к этой статье, могут быть запрошены у авторов.

Печально известное океаническое течение намного сильнее, чем предполагалось ранее

Известное среди моряков своей силой и бурными морями, которые оно создает, Антарктическое циркумполярное течение (АЦП) является самым большим ветровым течением на Земле и единственным океанским течением, которое проходит через всю планету. Теперь исследователи обнаружили, что течение переносит на 30% больше воды, чем считалось ранее. Пересмотренная оценка является важным обновлением для ученых, изучающих, как Мировой океан отреагирует на потепление климата.

ACC транспортирует огромное количество воды между Атлантическим, Индийским и Тихим океанами по петле на восток. Однако долгое время оставалось неясным, сколько воды из-за сложности и затрат на точное измерение ее потока.

Рабочий день на научно-исследовательском судне и ледоколе Н. Б. Палмер . Все руки сосредотачиваются, когда инвертированный эхолот (CPIES), регистрирующий ток и давление, развертывается с рабочей палубы в Антарктическом циркумполярном течении, чтобы начать свою четырехлетнюю миссию по измерениям на морском дне в проливе Дрейка.Предоставлено: T. Chereskin

Для нового исследования Donohue et al. Компания установила датчики на дне пролива Дрейка, охватывающего 800-километровый проход между мысом Горн и Южными Шетландскими островами Антарктиды. Размещенные в стеклянных сферах на расстоянии от 30 до 60 километров друг от друга вдоль линии у морского дна, датчики включали датчики давления, измерители плавучих течений, прикрепленные к 50-метровым тросам, и инструменты, которые измеряют акустическое время прохождения от морского дна до поверхности моря.